In vitro標本を用いた大脳視覚野の神経回路形成過程の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02220217
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 山本 亘彦 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (00191429)
• Keywords: 大脳皮質視覚野 / 外側膝状体 / 上丘 / 特異的神経結合 / 層状構造 / 細胞間認識機構 / coーculture

Research Abstract

大脳皮質は標的部位である下位の神経核との間に層ごとに特異的な神経結合を形成している。この層特異的な神経結合の形成機構を明らかにするために大脳皮質、下位の神経核のcoーculture標本を作成しその間に形成される神経結合の層特異性を解析を行った。昨年度までの研究で外側膝状体ー大脳皮質視覚野間でin vivoと同様な層特異的な求心性、遠心性の神経結合、即ち外側膝状体の軸索は視覚野の第4層付近でシナプスを形成し、視覚野の第6層の細胞が外側膝状体に軸索を送っていることを明らかにした。また視覚野を体性感覚野に置き換えても、逆に外側膝状体を他の視床に置き換えても同等な結合が作られることも示した。今年度は、さらに大脳皮質視覚野ー上丘、皮質ー皮質のcoーcultureを作成し(大脳皮質は新生ラットより、上丘は胎生期ラットより取り出した)、その間に形成される神経結合の様式を蛍光色素を用いた順行性、逆行性標識法、および電流源密度解析などによる電気生理学的な手法により調べた。視覚野から上丘への結合では第5層の細胞が軸索を投射し、皮質ー皮質間結合では主として2,3層の細胞が軸索を送り出して反対側の皮質の2,3層及び5層でシナプスを形成することが明らかになった。これらの結合様式は脳内の神経結合と同じであり、大脳皮質視覚野ー外側膝状体間のcoーcultureでの結果と合わせて、これらの神経結合を形成する主要因は、発生期の特別なタイミングや軸索の経路ではなく神経細胞ー標的間の細胞間認識機構であることを示唆するものである。また、皮質の領野間の識別には軸索の伸長経路など他の要因が重要な役割を果しているのかもしれない。

Research Products

• [Publications] Keisuke Toyama and Nobuhiko Yamamoto: "Geniculateーvisual cortical coーcultures as atool to study cortical development and plasticity" IBRO NEWS. 18. 7 (1990)
• [Publications] T.Kurotani,N.Yamamoto and K.Toyama: "Development of neural Connections between transplanted lateral geniculate nucleus and host visual cortex in rat" Soc.Neurosci.Abstr.,. 16. 985 (1990)
• [Publications] 山本 亘彦: "大脳皮質における神経回路形成" 医学のあゆみ. 156. 678 (1991)