明/暗順応と色覚に関係する可塑性シナプス伝達:視覚系初期過程に於ける発掘と究明

• 研究課題/領域番号: 05267236
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 安井 湘三 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (50132741)
• 研究分担者: 古川 徹生 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (50219101)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1993年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 網膜 / 水平細胞 / シナプス / 可塑性 / グルタミン酸 / サイクリックGMP / NO / 2-アミノ-4-フォスフォノ酢酸

研究概要

本研究は、網膜においてグルタミン酸を伝達物質とする錐体視細胞→H1型水平細胞のシナプス伝達に関するものである。定説ではこのシナプス機構はチャンネル型の興奮性であるが、これは長波長感受性錐体からのシナプスには正しいが、短波長系統についてはAPBをアゴニストとするコンダクタンス減少型かつ極性反転型のものであることを、本研究代表者らはこれまで示してきた。本研究の重点課題は、問題の短波長系のシナプスのもつ機能、並びにその分子機構に関するもので、本年度は以下の成果を得た。まず、このシナプス伝達は暗順応で可逆的に阻害され、阻害場所はAPBと同様にpost-synapticであることを入力抵抗の測定により明かにした。次に、このシナプスが水平細胞の受容野サイズの制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。すなわち、受容野の中心または周辺に限定した光刺激を用いた実験を行ったところ、青/緑光、明順応あるいはAPBにより受容野は狭く、赤光では広くなった。この波長と順応状態に依存した機能は、短波長系のシナプスがもつ電気的特性と水平細胞層のケーブルモデルより説明可能であり、定量的な解析をこれについて現在行っている。分子機構については、APBレセプターからチャンネル開閉に至る経路に、PDE→cGMPおよびNO→GC→_CGMPを含む代謝型であることが、nitroprussideやcGMPの外部投与実験の結果から示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Yasui,Shyzo: "Wavelength- and adaptation-dependent control of receptive field by APB-sensitive,conductance-decreasing synapse in retinal horizontal cells" Proc.XXXII Int'I Cong.of Physiol.Sci.,Glasgow,. 168- (1993)
• [文献書誌] Yasui,Syozo: "APB increases the input resistance of H1 horizontal cells by increasing the membrane resistance,not the gap-junctional resistance" Japanese J.Physiol.Vol.43 Suppl.2. S201- (1993)
• [文献書誌] Yamada,Masahiro: "APB-sensitive synaptic receptor mechanism narrows receptive fields size to blue stimuli in H1 horizontal cells of carp retina" Japanese J.Physiol.Vol.43 Suppl.2. S201- (1993)
• [文献書誌] Yamada,Masahiro: "Control of receptive field size by APB-sensitive synaptic receptor mechanism in H1 horizontal cells of carp retina" Japanese J.Physiol.Vol.43 Suppl.2. S33- (1993)
• [文献書誌] 真下和久: "2出力ニューラルネットにおける冗長経路の自律削減と隠れ素子の共有化について" 電子情報通信学会技術研究報告. 92. 57-64 (1993)
• [文献書誌] 樋口 聰: "鯉網膜水平細胞の色に依存した光応答増強メカニズム" 電子情報通信学会技術研究報告. 93. 85-91 (1994)
• [文献書誌] 古田和義: "移動方向検出のBP学習と発現する内部構造解析" 神経回路学会第4回全国大会講演論文集. 158-159 (1993)
• [文献書誌] Djamgoz,M.B.A.: "Short-wavelength signal transmission to H1 horizontal cells in carp retina:involvement to APB receptor activated by light adaptation" Proc.of the Physiological Society,London. 126 (1993)
• [文献書誌] Yamada,Masahiro: "Control of receptive field size in retinal horizontal cells by gap junctional modulation and synaptic plasticity" 1993 Int'I Meeting on Gap Junctions. 110- (1993)
• [文献書誌] Yamada,Masahiro: "Plastic nature of APB-sensitive conductance-decreasing synaptic receptor in retinal horizontal cells" Neuroscience Research. Suppl.18. S188- (1993)
• [文献書誌] 古川徹生: "網膜ニューロンの受容野を制御する新しいシナプス機構" 神経回路学会第4回全国大会講演論文集. 151-152 (1993)
• [文献書誌] 古川徹生: "視覚二次ニューロンの受容野を調節する新しいシナプス機構" 電子情報通信学会技術研究報告. 263-270 (1993)
• [文献書誌] Furukawa,Tetsuo: "A new synaptic mechanism which controls the receptive field size of visual second order nneurons" Proc.Int'I Joint Conf.on Neural Networks,IJCNN'93 Nagoya. 2. 1104-1107 (1993)
• [文献書誌] Furukawa,Tetsuo: "BP learning of visual motion detection,and analysis of the internal NN structure that emerges" Proc.Int'I Joint Conf.on Neural Networks,IJCNN'93 Nagoya. 2. 1255-1258 (1993)
• [文献書誌] 古川徹生: "H1水平細胞における受容野の波長依存性とAPB感受性シナプス" 生理研視覚研究会予稿集. 20- (1993)
• [文献書誌] Petruv,R.: "Sodium nitroprusside,a nitric oxide donor generates chromatic difference in the receptive field size of H1 horizontal cells in isolated retinae of carp" Journal of Physiology. 473. 163- (1993)