2009 Fiscal Year Annual Research Report

大脳皮質の特異的結合回路の解明

Research Project

Project/Area Number	21700438
Research Institution	National Institute for Physiological Sciences
Principal Investigator	大塚岳 National Institute for Physiological Sciences, 大脳皮質機能研究系, 助教 (10390692)
Keywords	大脳皮質 / 介在細胞 / FS細胞 / マルティノッチ細胞 / 錐体細胞
Research Abstract	本研究は、大脳皮質の興奮性ネットワークが抑制性介在細胞によってどのように制御されているのかを理解することを目標としている。本年度は、錐体細胞と5層の介在細胞間の結合特異性についてスライスパッチ法を用いて検討した。5層の介在細胞は、発火特性と細胞の形態的特徴からFast Spiking(FS)細胞とnon-FS細胞に分類した。記録したnon-FS細胞の多くはマルティノッチ細胞であった。層内での錐体細胞との結合特異性を検討するために、5層の錐体細胞と介在細胞から同時に記録しシナプス結合の有無を調べた。その結果、FS/錐体細胞ペアでは両方向のシナプス結合が多く見られたが、non-FS/錐体細胞ペアでは両方向の結合が殆ど見られなかった。次に層間での結合特異性を検討するために、グルタミン酸刺激法を用いて5層の錐体細胞と介在細胞が2/3層錐体細胞から共通入力を受ける確率を調べた。その結果、5層のnon-FS/錐体細胞間に結合がある場合に2/3層錐体細胞からの共通入力確率が高くなった。しかし、FS/錐体細胞間では結合の有無にかかわらず、共通入力を確率が低いことがわかった。以上から、5層の介在細胞は細胞タイプに依存して錐体細胞と層内・層間の異なるサブネットワークを形成することが明らかになった。FS,non-FS細胞は錐体細胞の細胞体と尖頂樹状突起にそれぞれシナプスを形成することから、5層FS細胞は5層の錐体細胞の発火タイミングを、non-FS細胞は2/3層錐体細胞からの入力の統合をそれぞれサブネットワークを形成することによって制御していることが考えられる。