ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力総合過程の機能解剖学的解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07640894
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 高畑 雅一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10111147)
• Keywords: アメリカザリガニ / 感覚性ノンスパイキング介在神経 / 前運動性ノンスパイキング介在神経 / 樹状突起 / 共焦点レーザー走査型顕微鏡 / シナプス統合機能 / 電気緊張的構造 / 解剖学的構造

Research Abstract

ノンスパイキング介在神経の樹状突起におけるシナプス入力の総合過程を明らかにする目的で、アメリカザリガニProcamabrus clarkii Girardの腹部最終神経節に存在する前運動性ノンスパイキング介在神経について、その樹状突起の形態を、共焦点レーザー走査型顕微鏡を用いて定量的に調査するとともに膜性質を神経生理学的に調べて、樹状突起の電気緊張的構造を明らかにした。介在神経は、細胞内刺入したガラス管微小電極を用いて電流注入に対する膜応答を記録した後、蛍光色素ルシファーイェロウを細胞内注入して可視化して検鏡した。
最終神経節の前運動性ノンスバイキング介在神経は、細胞体の位置によってAL、PLの2タイプに大別されるが、これらの樹状突起の神経節ニューロパイル内で共通の空間分布を示すことが判明した。生理・形態学的には、PLタイプがALタイプと較べてより短い膜時定数と空間定数をもち、また、より長い末梢樹状突起をもつことが明らかとなった。この結果、PLタイプの末梢樹状突起の電気緊張的長さは、ALタイプと較べて統計的に有意に長い。しかし、樹状突起全体の電気緊張的長さは、両タイプの間で統計的に有為な差は認められなかった。いずれのタイプも、その樹状突起膜は、脱分極時に外向き整流、大きな過分極時に内向き整脈を示したが、それらの間の電位レベルでは膜が線形にふるまうことが確認された。介在神経は、この線形範囲に入る過分極性シナプス電位を受け取る。上記の知見から、2つのタイプの前運動性ノンスバイキング介在神経は、シナプス入出力経路が異なるのではなく、樹状突起の電気緊張的構造が異なっており、そのため、同一の信号経路に並列的に存在して異なってシナプス統合機能を発言することにより、神経回路網としての働きをより柔軟性あるものとしていると考えられる。

Research Products

• [Publications] Ryo Hikosaka: "Variability and invariability i the structure of an identified nonspiking interneuron of crayfish as revealed by three-dimensional morphometry" Zoological Science. 13. 69-77 (1996)
• [Publications] Maki Murayma: "Sensory control mechanisms of the uropod equilibrium reflex during walking in the crayfish Procambarus clarkii" Journal of Experimental Biology. 199. 521-528 (1996)