研究課題
基盤研究(C)
本研究は、生態学的に意味のある動画刺激を用いて、網膜神経節細胞の各種サブタイプにおける視覚情報の符号化様式と機能を解析することを目的としている。具体的には、マウスの眼球運動を計測して網膜像の動きを模した広域動画刺激を作製し、剥離網膜標本にこの刺激を提示して網膜神経節細胞の応答をマルチ電極法やパッチクランプ法で記録・解析する。視覚系の階層的情報処理仮説を見直し、視覚モデル構築に新たな研究の枠組みを提供することを目指す。
網膜の視覚情報処理機構が内外の環境に依存して変化するか調べた。マウス上丘にトレーサーを注入して網膜神経節細胞を逆行性に蛍光標識し、形態から24サブタイプに分類した。電気生理学的手法で眼球運動を模した画像刺激に対する網膜神経節細胞の応答特性を調べたところ、キンギョ網膜と同様、マウス網膜でも受容野特性の変化が認められた。ON型双極細胞に発現するTRPM1チャネルを欠損させると、網膜構造はほとんど変化しなかったが、網膜神経節細胞がシナプス入力により異常な周期的発火を示した。また、網膜で細胞接着関わる関連遺伝子を欠損させると、視細胞層が乱れ、網膜神経節細胞が類似した異常な周期的発火を示した。
網膜のON型双極細胞に発現するTRPM1チャネルを欠損させると、網膜構造にほとんど変化がないにも関わらず、網膜神経節細胞は異常な周期的発火を示した。一方、外境界膜の細胞接着関連遺伝子を欠損させると構造異常はほぼ視細胞層に限局していたが、網膜神経節細胞に類似した異常な周期的発火が認められた。このように、網膜に発現する遺伝子を欠損させると、層構造の変化に程度の差異があっても、網膜回路ダイナミクスが変化して周期的発火を生じることが示唆された。網膜疾患患者における光視症等の原因探索の手がかりになると期待できる。
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