脳による網膜機能の遠心性調節の機能的意義

• Project/Area Number: 06671779
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Ophthalmology
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 内山 博之 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (70223576)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 1994: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 網膜 / 脳 / 向網膜系 / 視覚的注意 / 鳥類

Research Abstract

鳥類は,脊椎動物の中で最も発達した脳から網膜への遠心性投射(以下,向網膜系)を持つ.この向網膜系に関して今年度以下のことを明らかにした.
1)向網膜核isthmo-optcic nucleus(ION)に投射する視蓋ニューロン(視蓋・IONニューロン)は網膜からの直接に投射を受ける層には殆ど樹状突起を持たず,視蓋前域、中脳被蓋、終脳視覚領等からの投射を受ける層に樹状突起を延ばす.視蓋・IONニューロンの細胞体は50-100オm間隔でほぼ均一に配列し樹状突起のオーバーラップは殆ど無い.一個の視蓋・IONニューロンは恐らく1個のIONニューロンとだけシナプスする.(Uchiyama,Yamamoto & Ito,1994)
2)IONニューロンは網膜内で大型の終末を形成し,唯一個の標的細胞(IO受容細胞)とだけシナプスする.またIO受容細胞は通常のアマクリン細胞とは異なるタイプの細胞である.(Uchiyama,Tauchi & Ito,1994;Uchiyama,Ito & Tauchi,1995)
3)IONを電気刺激すると網膜神経節細胞の光刺激に対する応答が一過性(100-500ミリ秒)に増強される.周波数分析法で調べたところ,神経節細胞のband-passfilterとしての性能を劣化させることなく、その光反応を増強する.(Uchiyama & Barlow,1994)
これらの知見をもとにすると,鳥類の向網膜系は並列でしかも独立した約1万個のモジュールで構成されていると見做すことができる.一つのモジュールは,視野のある限局した部位を調節する.活動しているモジュールが順に移動していくと仮定すると,網膜の出力(神経節細胞の活動)を局所的に且つ一時的に増強し,しかも増強する部位を移動させることができる.このように,向網膜系は「注意のスッポトライト」のモデルを実現し得る神経機構と考えられる.(内山,1995)

Research Products

• [Publications] Uchiyama & Barlow: "Centrifugal inputs enhance responese of retinal ganglion cells in the Japanese quail without changing their spatial coding properties" Vision Research. 34. 2189-2194 (1994)
• [Publications] Uchiyama,Ito & Tauchi: "Retinal neurons specific for centrifugal modulation of vision" Neuroreport. 6(印刷中). (1995)
• [Publications] Uchiyama,Yamamoto & Ito: "Tectal neurons that participate in top-down control of retinal function" Neuroscience Research. supp119. S206- (1994)
• [Publications] 内山博之: "脳による網膜のトップダウン型制御" 電子情報通信学会技術研究報告. MBE94/474. 31-36 (1995)
• [Publications] Uchiyama,Tauchi & Ito: "Association cells of Cajal are target neurons of the isthmo-optic fibers in the Japanese quail." Investigative Ophthalmology and Visual Science. 35/4. 2127- (1994)