2016 Fiscal Year Annual Research Report
Coding-accuracy-based estimation of neuronal assembly encoding directional information in different modality of sensory systems
| Project/Area Number |
26440176
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
小川 宏人 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70301463)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 昆虫 / 神経回路 / コーディング / 方向選択性 / ニューロン |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに確立したin vivo 大規模カルシウムイメージング法を用いて，同時に複数の気流感覚系の上行性介在ニューロン群の細胞体から気流刺激に伴うカルシウム応答を記録した。カルシウム応答の最大振幅を反応強度として，８方向から気流刺激与えたときの反応強度から方向感受性を調べたところ，いずれも電気生理学的に得られた方向感受性と一致した。各刺激角度に対する反応強度の確率密度分布をもとに尤度を算出し，刺激方向のコーディング精度を算出したところ，巨大介在ニューロン(GI)10-3の精度が最も高く，次いでGI10-2, 9-3, 8-1の順になった。また，GI10-3, 10-2, 9-3では左右一対のニューロンからデコーディングした場合にコーディング精度が上昇した。また，複数のGIsの反応からデコーディング精度を算出したところ，ニューロン数を増やすほど精度は上がった。逆に全ニューロンから特定のGIペアを取り除いた場合を検討したところ，特に精度の高い10-2, 10-3を取り除いた場合に精度が減少した。したがってコオロギ気流感覚系では特に左右一対のGIs 10-2と10-3の細胞集団が気流刺激の方向情報を搬送していることが分かった。しかし，他のニューロンを加えることで予測精度が向上したことから，ほかのGIも方向情報の搬送をサポートしている可能性がある。
また聴覚系では，聴覚性投射ニューロンとして同定されているAN2と局所介在ニューロンであるON1, 2がそれぞれmulti-modalな応答を示すことを昨年度報告した。本年度は特にAN2に注目して，音刺激と気流刺激をそれぞれ単独で与えた場合と，同時に与えた場合の応答を調べた。AN2は音，気流を単独で与えた場合よりも，２つの刺激を組み合わせて同時に与えた方がより大きな応答を示し，またその反応潜時も単独刺激のものより多感覚刺激の方が短かった。
|
