領野間情報伝達を担う投射先選択的な神経細胞間の同期発火

• 研究課題/領域番号: 17K14942
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2019); 生理学研究所 (2017-2018)
• 研究代表者: 石川 理子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (60547991)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 視覚野 / 神経回路 / 同期発火 / 可塑性 / 発達 / 領野間結合 / 受容野 / 一次視覚野 / 高次視覚野 / 同期活動 / 生後発達 / 他領域 / 活動同期生 / 受容野構造 / ラット

研究成果の概要

生後発達期の脳は周囲の環境からの感覚入力パターンに応じて大きく脳内ネットワークを柔軟に変化させる。本研究成果は、大脳皮質一次視覚野には、異なる柔軟性を持つ神経ネットワークが存在することを示した。大脳皮質において、浅層と深層の神経細胞間の同期発火の形成に必要な視覚環境が異なった。浅層(2-4層)では、類似した視覚反応性をもつ神経細胞間で同期的な神経活動が生じ、この同期発火は視覚環境に依存し形成された。一方、深層(5/6層)では、同期発火の視覚選択性は弱く、その形成は生後発達期における視覚環境に対する依存度が2/3層より低かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、領野内の神経回路網が、生後発達期の視覚経験に応じて領野間の情報伝達を担う神経回路網へと変容することを示した。領野内の局所的な神経回路網と大域的な領野間ネットワークの関係について着目した本研究成果は、複雑な脳全体の神経ネットワークを明らかにする手掛かりになると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Hypothalamic Neuronal Circuits Regulating Hunger-Induced Taste Modification (2019)
  • 著者名/発表者名: Fu O, Iwai Y, Narukawa M, Ishikawa AW, Ishii KK, Murata K, Yoshimura Y, Touhara K, Misaka T, Minokoshi Y, Nakajima KI.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 号: 1 ページ: 4560-4560
  • DOI: 10.1038/s41467-019-12478-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Experience-Dependent Development of Feature-Selective Synchronization in the Primary Visual Cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa Ayako Wendy、Komatsu Yukio、Yoshimura Yumiko
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 38 号: 36 ページ: 7852-7869
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0027-18.2018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of SF1 Neurons in the Ventromedial Hypothalamus by DREADD Technology Increases Insulin Sensitivity in Peripheral Tissues. (2017)
  • 著者名/発表者名: Coutinho EA, Okamoto S, Ishikawa AW, Yokota S, Wada N, Hirabayashi T, Saito K, Sato T, Takagi K, Wang CC, Kobayashi K, Ogawa Y, Shioda S, Yoshimura Y, Minokoshi Y
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 66 号: 9 ページ: 2372-2372
  • DOI: 10.2337/db16-1344
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] 大脳皮質視覚野の神経細胞の同期的活動が発達するメカニズムを解明
  • URL: https://www.nips.ac.jp/release/2018/08/post_371.html