単一電極膜電位固定法によるノンスパイキング介在神経樹状突起膜の動的挙動解析

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640592
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高畑 雅一 北海道大学, 応用電気研究所, 助教授 (10111147)
• Keywords: アメリカザリガニ / ノンスパイキング介在神経 / 樹状突起 / 単一電極膜電位固定実験 / 不連続電流固定実験 / 外向き整流 / 入力抵抗 / 膜時定数

Research Abstract

本年度は単一電極膜電位固定実験のための基礎デ-タ収集を目標として、アメリカザリガニProcambarus clarkilの同定ノンスパイキング介在神経LDSを対象に不連続電流固定実験を行い、介在神経膜の電気的性質を調べた。本実験では、従来のブリッジ回路を用いた連続電流固定実験と較べて、細胞内電流注入時に電極抵抗によって生じる電位変化分を膜抵抗によって生じる変化分から容易に取り除くことが出来、細胞膜応答をより厳密に調べることが可能である。
ノンスパイキング介在神経の樹状突起膜は、一般に5mAまでの過分極性(内向き)電流に対してはオ-ムの法則に従う抵抗としてふるまうが、脱分極性(外向き)電流に対しては電流値増加と共に抵抗が減少するという外向き整流作用を示す。複数のLDSでその樹状突起の正中線架橋部から測定した結果、0〜5mAの過分極性電流に対しては6.1±1.1MΩ(n=8)、2および4mAの脱分極性電流に対してはそれぞれ4.1±0.9MΩおよび3.5±0.8MΩの入力抵抗を示した。この整流作用は,LDSの樹状突起の正中線部位以外の部位でも観察された。またLDS以外の前運動性ノンスパイキング介在神経でも確認された。但し、スパイク発生型の局在性介在神経や一部の運動神経でも同様の整流作用は見られた。一部のLDSでは、4mA以上の過分極性電流に対しても整流作用を示した。この内向き整流性質がLDSに一般的なものであるか否かについては、今後の検討を要する。
入力抵抗の減少により、樹状突起膜応答の時定数を減少した。1mAの過分極性電流に対しては17.7±6.3msec(n=7)、同量の脱分極性電流に対しては5ー10msecであった。電流の方向による膜時定数の違いは、介在神経の樹状突起におけるシナプス統合作用に重大な影響を与える。今後は、単一電極膜電位固定実験により、介在神経樹状突起膜の整流作用に関与するイオンチャンネルの同定とその生理機能検索を行う予定である。

Research Products

• [Publications] Takahata,Masakazu and Hisada,Mituhiko: "Local nonspiking interneurons as a separate integrator of motoneurons in crayfish" Comparative Biochemistry and Physiology A. 98. 13-18 (1991)
• [Publications] Takahata,Masakazu: "Feedforward excitation of telson flexor inhibitors in the crayfish escape system" Neuroscience Research. Sup.14. S9- (1991)
• [Publications] Takahata,Masakazu and Murayama,Maki: "Multiple gate control of the descending statocystmotor pathway in the crayfish Procambarus clarkii Girard" Journal of Comparative Physiology. (1992)
• [Publications] Takahata,Masakazu: "Synaptic mechanisms underlying the interaction between postural reflexes and locomotor behavior in crayfish.In: “Neurobiological Basis of Human Locomotion"(ed.M.Shimamura,S.Grillner and V.R.Edgerton) pp.93ー101" Japan Scientific Society Press,Tokyo, 447 (1991)