2012 Fiscal Year Annual Research Report
２つの相反するスパイクタイミング依存性可塑性の協調によるメゾ神経回路の構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing |
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| Project/Area Number |
23115515
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木村 文隆 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00202044)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 臨界期 / 可塑性 / バレル皮質 / ＳＴＤＰ / シナプス |
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| Research Abstract |
体性感覚野バレル皮質は生後発達の一時期に入力依存性の可塑性を示す臨界期が存在することが知られているが、そのメカニズムについては、未だ不明な点が多い。バレル皮質の臨界期については、１）受容野可塑性には4層－2／3層間のシナプス伝達の変化が重要であること、２）生後12－14日（Ｐ１２－１４）に臨界期が始まること、、などが明らかにされてきた。ヒゲ除去後、バレル皮質のdeprived columnでは、１）４層－＞２／３層間のシナプス伝達の低下がまずおこり、引き続いて２）隣接するspared columnの２／３層からのシナプス伝達の増強がおこることによって除去ヒゲに対する受容野の退縮が起こると想定されているので、ヒゲ除去による４層－２/３層シナプス伝達の低下は受容野可塑性には必須である。一方、４層－２／３層間のシナプスは４層－＞２／３層順の発火でシナプス伝達の増強（LTP)が起こり、逆に２／３層－＞４層順の発火ではシナプス伝達の抑圧（LTD)を導く、スパイクタイミング依存性可塑性（STDP)であることが知られている。また、ヒゲ除去では、通常の４層－＞２／３層順のスパイク発火順序が逆転することが知られている。本実験において、Ｐ１３頃にSTDPの性質が劇的に変化し、LTDを獲得することを明らかにした。Ｐ１３以前ではLTPだけのSTDPであり、ヒゲ除去によっても４層－２/３層のシナプス伝達低下は起こらないので、Ｐ１３のSTDPの変化が臨界期開始であることを示している。また、同時にＰ１３以前には視床からＬ２／３への投射が多く、ここにはＬ４－Ｌ２／３とは逆にＬＴＤ－ＳＴＤＰが起こることを見出した。Ｌ２／３への互いに逆向きのSTDPは協調して神経回路を形成していることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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