1993 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質におけるシナプス長期増強/抑圧のスイッチング機構
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03404017
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
津本 忠治 大阪大学, 医学部, 教授 (50028619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 宏道 大阪大学, 医学部, 講師 (50154092)
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| Keywords | 大脳 / シナプス / 長期増強 / 長期抑圧 / 可塑性 / カルシウム / 記憶 / 学習 |
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| Research Abstract |
研究の目的 発達脳視覚野においては、視覚求心路の連続電気刺激によってシナプス伝達効率の長期増強あるいは長期抑圧が起こることが知られている。このようなシナプス伝達効率の変化は発達脳の可塑性の基礎過程と考えられるが、本研究はそのシナプス伝達効率の変化が如何なるメカニズムで起きるのか、あるいは入力条件によっては長期増強ではなく長期抑圧が生じるのはなぜなのか、を明らかにするために計画された。
本年度の研究経過
1.幼若ラット(生後20-26日)の大脳皮質視覚野から400μm程度の薄切切片標本を作製し、Ca^<2+>螢光指示薬であるrhod-2/AMを細胞内に負荷した。この標本を倒立型螢光顕微鏡のステージ上に置き、II/III層の螢光強度の変化から同層の神経細胞内Ca^<2+>の濃度変化を計測した。同時にIV層に置いた刺激電極から10秒に1回テスト刺激を与え、II/III層の誘発フィールド電位を記録した。
2.θバースト状(100Hzで4発のパルス列を5Hzで10回与え、それを10秒間隔で6回繰り返す)のテタヌス刺激をIV層に与えた。ただし、パルス幅0.1ミリ秒の弱い刺激と0.2ミリ秒の強い刺激の2種のテタヌス刺激を与えた。前者では、テタヌス刺激中Ca^<2+>増加は認められたがII/III層の誘発電位は長期抑圧を示した。ところが、後者では著明なCa^<2+>増加を引き起こした後、長期増強が生じた。
3.テタヌス中のCa^<2+>増加の程度とテタヌス後20分の誘発電位振幅の変化には直線関係がみられた。すなわち、Ca^<2+>増加が強い場合には長期増強、弱い場合には長期抑圧となる傾向が認められた。
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[Publications] Hata,Y.et al.: "Development of local horizontal interactions in cat visual cortex studied by cross-correlation analysis" Journal of Neurophysiology. 69. 40-56 (1993)
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[Publications] Takahashi,M.P.et al.: "Laminar difference in tetanus-induced increase of intracellular Ca2+ in visual cortex of young rats" Neuroscience Research. 17. 217-228 (1993)
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[Publications] Takahashi,M.P.et al.: "Contribution of NMDA receptors to tetanus-induced increase in postsynaptic Ca2+ in visual cortex of young rats" Neuroscience Research. 17. 229-239 (1993)
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[Publications] Tsumoto,T.: "Long-term depression in cerebral cortex:A possible substrate of “forgetting" that should not be forgotten" Neuroscience Research. 16. 263-270 (1993)
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[Publications] Yoshimura,Y.and Tsumoto,T.: "Dependence of LTP induction on postsynaptic depolarization:A perforated patch-clamp study in visual cortical slices of young rats" Journal of Neurophysiology. (in press). (1994)
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[Publications] Funauchi,M.et al.: "Effects of an inhibitor for calcium/calmodulin-dependent protein phosphatase,calcineurin,on induction of long-term potentiation in rat visual cortex" Neuroscience Research. (in press). (1994)
