初期視覚系神経回路における刺激方位及び色情報の伝達と統合

• Project/Area Number: 13J01314
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 末松 尚史 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,970,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: マウス / 大脳皮質一次視覚野 / 微小電流刺激法 / 膜電位感受性色素イメージング法 / ネコ / 網膜 / 外側膝状体 / 細胞外記録 / 受容野 / 刺激特徴選択性 / 網膜神経節細胞 / 一次視覚野

Outline of Annual Research Achievements

外界の光情報は網膜において電気信号に変換され、外側膝状体へと伝わり、次に大脳皮質一次視覚野、更には高次の視覚領域へと伝わっていく。これまで私は、麻酔非動化したネコの網膜・外側膝状体・大脳皮質一次視覚野の神経活動を細胞外記録法により記録し、方位選択性の定量評価、その神経基盤、領域間での方位情報の伝達様式を明らかとすることを目的とした研究を行い、以下の結果を得た。1)外側膝状体においても有意な方位選択性が存在し、それはその神経細胞の楕円形受容野構造(神経細胞が「見ている」視野上の領域、その領域内への適刺激の入力により神経活動が生じる)が基盤となり、応答修飾が加わることでより顕著になっている、2)網膜においても同様に方位選択性が存在し、類似の選択性を持つ外側膝状体の神経細胞へと情報を送っている、3)外側膝状体から大脳皮質一次視覚野へと情報が送られる過程で空間周波数選択性(「細かさ」に対しての選択性)は特に受け継がれず、積極的に選択性を強める処理がなされており、4)外側膝状体-大脳皮質一次視覚野間においては最適方位そのものは受け継がれるが、選択性は強める処理がなされている(投稿準備中)。
更に本年度は、大脳皮質一次視覚野内における側方信号伝達の様式を明らかにするために、皮質内微小電流刺激法と膜電位感受性色素イメージング法を組み合わせ、マウス大脳皮質一次視覚野に与えた電流刺激の強度と応答強度の関係、パターン刺激を模倣した多点同時刺激に対する応答の定量評価を行った。その結果、1)マウス一次視覚野は電流量に対してあるところで飽和する応答を示し、2)多点同時刺激よって生じる応答は個別刺激に対する応答の線形和よりも減弱していることを明らかにした。これらの研究成果をまとめ、学会発表準備及び論文執筆中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Spatiotemporal receptive field structures in retinogeniculate connections of cat (2013)
  • Author(s): Suematsu N, Naito T, Miyoshi T , Sawai H, Sato H
  • Journal Title: Frontiers in Systems Neuroscience Volume: 7 Pages: 1-13
  • DOI: 10.3389/fnsys.2013.00103
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Quantitative evaluation of perceptual and neuronal brightness vision of retinitis pigmentosa model rat (2015)
  • Author(s): N. Suematsu, A. Sato, A. Kimura, S. Shimegi, S. Soma
  • Organizer: Society for Neuroscience 2015
  • Place of Presentation: Chicago, US
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ネコ網膜-外側膝状体-一次視覚野間結合における受容野特性の類似性 (2015)
  • Author(s): 末松尚史、内藤智之、三好智満、澤井元、佐藤宏道
  • Organizer: 第92回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [Presentation] The similarity of receptive field properties in connections between the lateral geniculate nucleus and the primary visual cortex of the cat (2014)
  • Author(s): Naofumi Suematsu, Tomoyuki Naito, Tomomitsu Miyoshi, Hajime Sawai, Hiromichi Sato
  • Organizer: Society for Neuroscience 2014
  • Place of Presentation: Washington D.C., USA
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] ネコ外側膝状体-一次視覚野間結合における受容野特性の類似性 (2014)
  • Author(s): 末松尚史、内藤智之、三好智満、澤井元、佐藤宏道
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Spatiotemporal receptive field structures in the retinogeniculate connections of the cat (2013)
  • Author(s): Suematsu N, Naito T, Miyoshi T, Sawai H, Sato H
  • Organizer: Society for Neuroscience 2013
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center
  • Year and Date: 2013-11-13
• [Remarks] Naofumi Suematsu - Google Scholar Citations
  • URL: https://scholar.google.com/citations?user=6AfELIIAAAAJ
• [Remarks] Naofumi Suematsu - Google Scholar Citations
  • URL: http://scholar.google.co.jp/citations?user=6AfELIIAAAAJ
• [Remarks]
  • URL: http://scholar.google.co.jp/citations?user=6AfELIIAAAAJ&h1=ja