1999 Fiscal Year Annual Research Report
上丘局所神経回路における細胞間の信号伝播機構の解析
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11780600
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| Research Institution | Okazaki National Research Institutes |
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Principal Investigator |
斎藤 康彦 岡崎国立共同研究機構, 生理学研究所, 助手 (70290913)
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| Keywords | 上丘 / 局所神経回路 / ホールセルパッチクランプ / 非線形的活性化機構 / 運動指令 / 眼球運動 / ラット |
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| Research Abstract |
上丘局所神経回路の動的特性を調べるため、生後約3週齢のラットの上丘スライス標本を作製し、視神経刺激により生じるシナプス電位および活動電位をホールセルパッチクランプ法により記録した。上丘中間層細胞は、bicuculline存在下において、ある刺激強度以上で活動電位の発生頻度は急激に増大し、単発刺激に対して1秒以上におよぶ脱分極と数十発の活動電位が生じるものもあり、刺激強度と生成する活動電位の数には非線形な関係がみられた。さらに、中間層の一部を切り出し、その内部を刺激しても活動電位の生成は同様な性質を示した。一方、浅層、視神経層細胞で記録を行った時、視神経刺激により生じる活動電位の数は少なく、また、刺激強度と生成する活動電位数の間には中間層のような顕著な非線形的関係はみられなかったことから、上丘中間層は、強い興奮性結合をもつ細胞集団によって構成されることが示唆された。そこで、中間層細胞群における興奮性結合およびその活性化機構を明らかにするため、近接した2個の細胞から同時にホールセル記録を行ったところ、直接の結合が見られない細胞間においても、外液のマグネシウム濃度を低くすることなどで周辺の活動レベルを高めると、2個の細胞で同期した膜電位の揺らぎが生じた。この同期した揺らぎはNMDAレセプタの阻害剤であるAPVの投与によって消失した。以上の結果より、上丘中間層において、非線形的、同期的な活性化が強い興奮性結合を持つ細胞群に生じていることが示唆される。このような非線形的、同期的活性化は、上丘中間層の電気刺激によって生じる眼球運動などが、刺激強度に対しall-or-noneで発現する特性を反映していると考えられる。
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[Publications] Y. Saito & T. Isa: "Electrophysiological and Morphological properties of Neurons in the Rat Superior Colliculus. I. Neurons in the Intermediate Layer"Journal of Neurophysiology. 82. 754-767 (1999)
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[Publications] B. Alstermark, T. Isa, Y. Ohki & Y. Saito: "Disynaptic Pyramidal Excitation in Forelimb Motoneurons Mediated Via C_3-C_4 Propriospinal Neurons in the Macaca fuscata"Journal of Neurophysiology. 82. 3580-3585 (1999)
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[Publications] Y. Saito, T.Endo & T. Isa: "Synchronization of a Neuronal Population in the Local Circuits of the Intermediate Layer of the Rat Superior Colliculus"Abstract of Society for Neuroscience. 25. 1919 (1999)
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[Publications] T. Isa, T. Endo & Y. Saito: "Neural Mechanisms Substantiating Non-Linear Activation Property of Local Circuits in the Intermediate Layer of Rat Superior Colliculus"Abstract of Society for Neuroscience. 25. 1919 (1999)
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[Publications] Y. Saito, T. Endo & T. Isa: "Non-linear Activation Property of a Neuronal Population in the Intermediate Laver of Rat Superior Colliculus"Neuroscience Research Supplement. 23. S191 (1999)
