大脳皮質局所神経回路の抑制性シナプスの機能的解析

• Project Area: The study on the neural dynamics for understanding communication in terms of complex hetero systems
• Project/Area Number: 22120518
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: 窪田 芳之 生理学研究所, 大脳皮質機能研究系, 准教授 (90192567)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000); Fiscal Year 2011: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2010: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: 翡翠体細胞 / 錐体細胞 / 樹状突起 / 棘突起 / 非錐体細胞 / GABA / 伝導 / 抑制性シナプス / 大脳皮質

Research Abstract

大脳新皮質には、基本的な単位である局所神経回路が多数存在し、それらの活動が基となって、高次脳機能が具現する事がこれまでの研究で明らかである。本研究では、その構成要素の中の抑制性シナプスの機能に関する解析を行う。本年度は、引き続き、ラットの皮質のスライス標本を用いて、皮質の錐体細胞にシナプス結合するFSバスケット細胞の抑制性シナプスの位置やそのPSDの大きさ等を、ペア電気生理記録法と電子顕微鏡による観察を組み合わせて行った。錐体細胞の細胞体から40μmより遠くのみに神経終末がコンタクトするFSバスケット細胞は、発火しても錐体細胞の細胞体からの電気記録でipscは検出できないことを認めた。さらに、その結合部分が本当にシナプス形成しているかどうかを電子顕微鏡で観察した結果、シナプスを形成していることを確認することができた。この結果は、抑制性信号は、40μmよりは遠くに伝導しないことの確証であると考えている。

Research Products

• [Journal Article] 一枚の写真「遠くの信号は効率よく,近くの信号はそれなりに」 (2012)
  • Author(s): 窪田芳之
  • Journal Title: O plus E Volume: 2012年3月号 Pages: 191-192
• [Journal Article] Structural basis for the role of inhibition in facilitating adult brain plasticity (2011)
  • Author(s): Chen JL, Lin WC, Cha JW, So PT, Kubota Y, Nedivi E
  • Journal Title: Nature Neuroscience Volume: 14 Issue: 5 Pages: 587-594
  • DOI: 10.1038/nn.2799
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly differentiated projection-specific cortical subnetworks (2011)
  • Author(s): Mieko Morishima
  • Journal Title: Journal of Neuroscience Volume: 31 Issue: 28 Pages: 10380-1039150
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0772-11.2011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conserved properties of dendritic trees in four cortical interneuron subtypes (2011)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge AT, Mochizuki A, Schertel A and Kawaguchi Y
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 1 Issue: 1
  • DOI: 10.1038/srep00089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective Coexpression of Multiple Chemical Markers Defines Discrete Populations of Neocortical GABAergic Neurons (2011)
  • Author(s): Kubota Y, Shigematsu N, Karube F, Sekigawa A, Kato S, Yamaguchi N, Hirai Y, Morishima M, Kawaguchi Y
  • Journal Title: Cerebral Cortex Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 皮質非錐体細胞の樹状突起の形態に関する普遍的法則 (2012)
  • Author(s): 窪田芳之、苅部冬樹、野村真樹、川口泰雄
  • Organizer: 第89回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 長野県松本文化会館(長野県松本市)
  • Year and Date: 2012-03-29
• [Presentation] 皮質非錐体細胞の樹状突起の形態に関する普遍的法則 (2012)
  • Author(s): 窪田芳之、苅部冬樹、野村真樹、川口泰雄
  • Organizer: 第117回日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: 山梨大学(山梨県甲府市)
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] Conserved properties of dendritic trees in four cortical nonpyramidal cell subtypes (2012)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge AT, Mochizuki A, Schertel A, Kawaguchi Y
  • Organizer: 1^<st> International Symposium/59^<th> NIBB Conference "Neocortical organization"
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • Year and Date: 2012-03-12
• [Presentation] Microtubule distribution in bifurcated dendrites : Using FIB/SEM microscopy for ultrastructural volume reconstruction of cortical tissue (2011)
  • Author(s): Kubota Y, A, Schertel A, Kawaguchi Y
  • Organizer: 北米神経科学大会
  • Place of Presentation: 米国ワシントン
  • Year and Date: 2011-11-13
• [Presentation] Dendritic dimensions and signal conduction properties of cortical nonpyramidal cells (2011)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge AT, Mochizuki A, Schertel A, Kawaguchi Y
  • Organizer: ICCN2011
  • Place of Presentation: ニセコヒルトン(北海道)
  • Year and Date: 2011-06-10
• [Presentation] 大脳皮質非錐体細胞へのシナプス入力分布 (2011)
  • Author(s): Kubota Y
  • Organizer: 第88回日本生理学会、第116回日本解剖学会合同大会日中韓シンポジウム
  • Place of Presentation: 横浜(東日本大震災の影響で、誌上発表に変更)
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] Dendritic dimensions and signal conduction properties of cortical nonpyramidal cells (2010)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge A, Mochizuki A, Kawaguchi Y
  • Organizer: 2010 Annual Meeting Society For Neuroscience
  • Place of Presentation: サンディエゴ(アメリカ)
  • Year and Date: 2010-11-15
• [Presentation] Dendritic dimensions and signal conduction properties of cortical nonpyramidal cells (2010)
  • Author(s): Kubota Y
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-09-02
• [Presentation] Dendritic dimensions and signal conduction properties of cortical nonpyramidal cells (2010)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge A, Mochizuki A, Kawaguchi Y
  • Organizer: 第5回国際神経回路会議JST international meeting "Microcircuitry of Cortex"
  • Place of Presentation: 未来館(東京都)
  • Year and Date: 2010-06-30
• [Presentation] Dendritic dimensions and signal conduction properties of cortical nonpyramidal cells (2010)
  • Author(s): Kubota Y, Karube F, Nomura M, Gulledge A, Mochizuki A, Kawaguchi Y
  • Organizer: 第4回国際神経回路会議JSPS international meeting "Signal Processing Mechanisms of Cortical Neurons"
  • Place of Presentation: カヌチャリソート(沖縄県)
  • Year and Date: 2010-06-25
• [Remarks]
  • URL: http://www.nips.ac.jp/contents/release/entry/2011/09/post-188.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.nips.ac.jp/circuit/
• [Remarks]
  • URL: http://www.nips.ac.jp/circuit/