2008 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
20021031
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
井上 剛 Okayama University, 大学院・医歯薬学総合研究科, 准教授 (40370134)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井本 敬二 生理学研究所, 生体情報研究系, 教授 (00176512)
|
|---|
| Keywords | 視床-大脳皮質 / 神経回路 / シナプス統合 / シナプス配線 / ダイナミッククランプ / 神経修飾物質 |
|---|
| Research Abstract |
本研究課題では、スライスパッチクランプ法にダイナミッククランプ法を組み合わせることにより「ハイブリッド神経回路」を構築し、この手法を用いて局所神経回路の機能を調べた。本研究で構築したハイブリッド神経回路とは、複数の単一神経細胞からの記録・刺激下において、一部のシナプスを「人工シナプス」に置き換える方法であり、世界的に見ても報告例は数少ない。このハイブリッド神経回路の利点は、神経回路を「任意に」操作できる点であり、「構造的に特定された神経回路」における信号処理の精密な評価が可能となる。この手法を、視床から大脳皮質への局所神経回路に適用し、神経回路の「構造」と「機能」の関連に関して検討した。
ハイブリッド神経回路を用いて、ある視床-大脳皮質神経回路におけるシナプス統合を調べた。特に、二つの視床リレー細胞からの入力が、大脳皮質4層主要細胞を最も興奮させる「タイミング」に関して詳細に検討した。その結果、単一の神経回路(構造)が三種類のシナプス統合(機能)を呈することが明らかとなった。さらに、これら三種類のシナプス統合のどれが神経回路上で実行されるのか、それを決定するスイッチング因子を探索した。その結果、神経修飾物質であるノルエピネフリンとアデノシンによってスイッチされていることも明らかとなった。これらの結果は、神経修飾物質の存在有無やその種類によって、異なるタイミング情報が視床から大脳皮質へと伝わることを示している。
|
