前頭前皮質-視床背内側核間の神経回路網における皮質内抑制性神経細胞の役割

• 研究課題/領域番号: 12680739
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 黒田 優 東邦大学, 医学部, 教授 (10170135)
• 研究分担者: 横藤田 純子 東邦大学, 医学部, 助手 (80114792)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2000年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: 視床 / 辺縁前野 / 電顕 / シナプス / γ-アミノ酪酸 / インターニューロン

研究概要

前頭前皮質と視床背内側核(MD核)は、作業記憶などの高次脳機能に深く係わっている興味ある領域である。この両者間の神経機構を究明するには、前頭前皮質とMD核間のハードアーキテクチャーを解明することが第一歩となる。これまでの研究で、両者間には興奮性単シナプス性フィードバック・ループが存在し、MD核からの興奮性入力は対側の前頭前皮質にも伝達されることを明らかにした。さらに、腹側被蓋野から前頭前皮質への抑制性シナプスと皮質内抑制性インターニューロンがこの興奮性ループを調整、制御していることを証明した。しかし、抑制系の一部である皮質内抑制性インターニューロンのこの神経回路網への関与の詳細については究明していないため、本実験系を立案、実施した。
具体的実験法としては、順行性または逆行性神経標識法とimmunogoldを用いた包埋後免疫電顕法を組み合わせる手法を取った。その結果、MD核神経終末は前頭前皮質第I層または第III層のGABA陽性細胞に終わり、GABA陽性神経終末はMD核に線維を送る深層皮質視床細胞細胞体に対称性シナプスを形成して終わる電顕像を多く観察した。以上の結果は、前頭前皮質とMD核間の興奮性神経回路が抑制性インターニューロンを介したfeedforwardおよびfeedback inhibitionによって調整されていることを示唆する。皮質外抑制系として腹側被蓋野からの入力がこの神経回路網に参画して、さらに複雑で緻密な抑制系を形成していると推測される。この腹側被蓋野からの抑制性入力の関与、影響については引き続き究明していく所存である。