視覚情報の特徴抽出と統合の神経機構

• Project/Area Number: 12053212
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 立花 政夫 東京大学, 大学院・人文社会系研究科, 教授 (60132734)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石金 浩史 東京大学, 大学院・人文社会系研究科, 助手 (30323562)
• Project Period (FY): 2000 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥62,200,000 (Direct Cost: ¥62,200,000); Fiscal Year 2004: ¥10,100,000 (Direct Cost: ¥10,100,000); Fiscal Year 2003: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥10,400,000); Fiscal Year 2002: ¥10,100,000 (Direct Cost: ¥10,100,000); Fiscal Year 2001: ¥21,100,000 (Direct Cost: ¥21,100,000); Fiscal Year 2000: ¥10,500,000 (Direct Cost: ¥10,500,000)
• Keywords: 網膜 / 網膜神経節細胞 / 周期的同期発火 / シナプス伝達 / GABA受容体 / 逃避行動 / 同期的周期的発火 / グルタミン酸トランスポーター / 視運動性反応 / アマクリン細胞 / 同期的スパイク発火 / 周期的スパイク発火 / シナプス / 視覚系 / 神経節細胞 / スパイク / ガンマ帯域 / 神経科学 / 双極細胞 / グルタミン酸受容体 / イムノトキシン細胞標的法

Research Abstract

拡大する黒スポット光に対するカエルの逃避行動と網膜神経節細胞のスパイク発火パターンとの関連について検討した。これまで既に、逃避行動は眼球内にGABA_A受容体の阻害剤を投与すると抑制され、GABA_C受容体の阻害剤を投与すると亢進されること、また、ディミング検出器(オフ持続型神経節細胞)群の周期的同期スパイク発火はGABA_A受容体の阻害剤で抑制され、GABA_C受容体の阻害剤で増強されることを報告した。今年度は、拡大する黒スポット光刺激に対する各種神経節細胞のスパイク応答をマルチ電極で記録し、スパイク列を様々な手法(PSTH、自己相関、相互相関、パワースペクトル、ユニタリーイベント解析、移動窓相互相関、相互情報量など)で解析した。その結果、拡大する黒スポット光に対するディミング検出器以外の神経節細胞(エッジ検出器やバグ検出器など)の応答は、GABA受容体阻害剤によってほとんど影響を受けないことが明らかになった。したがって、カエルに視覚誘発性の逃避行動を引き起こすのに必須な情報はディミング検出器群の周期的同期スパイク発火によって運ばれていると結論した。
次に、ディミング検出器群に周期的スパイク発火が生じる機構について検討した。ディミング検出器の周期的スパイク発火は網膜内層で生じる律動的なシナプス入力によって引き起こされていることを既に報告した。今年度は、ディミング検出器に律動的なシナプス後電位を発生させる伝達物質について調べたところ、GABAやグルタミン酸ではなく、アセチルコリンによって伝達されることがわかった。また、ニコチン作動性アセチルコリン受容体の抗体を用いて免疫組織化学的にカエル網膜におけるアセチルコリン陽性細胞の存在を確認した。

Research Products

• [Journal Article] Group III metabotropic glutamate receptors and exocytosed protons inhibit L-type calcium currents in cones but not in rods (2005)
  • Author(s): Hosoi, N., Arai, I, Tachibana, M.
  • Journal Title: Journal of Neuroscience (印刷中)
• [Journal Article] Light evoked oscillatory discharges in retinal ganglion cells are generated by rhythmic synaptic inputs. (2004)
  • Author(s): Arai, I., Yamada, Y., Asaka, T., Tachibana, M.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology 92 Pages: 715-725
• [Journal Article] Pharmacological suppression of oscillatory synchronized discharges in retinal ganglion cells inhibits escape behavior of the frog. (2004)
  • Author(s): Gangi, M, Horiuchi, Y., Honda, S., Ishikane, H., Tachibana, M.
  • Journal Title: 基礎心理学研究 23 Pages: 109-110
• [Publications] 立花政夫, 石金浩史: "網膜における同期的・周期的スパイク発火の生成と機能"蛋白質 核酸 酵素. 49・3. 478-485 (2004)
• [Publications] Bergiund, K., Midorikawa, M., Tachibana, M.: "Increase in the pool size of releasable synaptic vesicles by the activation of protein kinase C in goldfish retinal bipolar cells"Journal of Neuroscience. 22・12. 4776-4785 (2002)
• [Publications] Ishikane, H., Gangi, M., Tachibana, M.: "Synchronous oscillations in frog retinal ganglion cells"基礎心理学研究. 21・1. 47-48 (2002)
• [Publications] Matsui, K. et al.: "Modulation of excitatory synaptic transmission by GABAC receptor-modulated feedback in the mouse inner retina"Journal of Neurophysiology. 86. 2285-2298 (2001)
• [Publications] Yoshida, K. et al.: "A key role of starburst amacrine cells in originating retinal directional selectivity and optokinetic eye movement"Neuron. 30. 771-780 (2001)
• [Publications] Yoshida,K.: "A key role of starburst amacrine cells in originating retinal directional selectivity and optokinetic eye movement."Neuron. (印刷中). (2001)
• [Publications] 石金浩史: "マウス網膜神経節細胞の光応答特性"基礎心理学研究. 19・1. 21-22 (2000)