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マウスV1における神経細胞とアストロサイトの活動を同時に観測するために、RCaMP2を神経細胞に、cyto-GCaMP6fをアストロサイトに、AAVを用いて発現させ、無麻酔下の成体マウスでin vivo二光子カルシウムイメージングを用いて両者のカルシウム活動を観測した。昨年度、アストロサイトの同期活動の数秒前に、神経細胞の同期活動が観察されることを見出し、(1)神経細胞の同期活動がアストロサイトの活動を亢進させている可能性と、(2)ノルアドレナリンが、神経細胞の活動を亢進させ、少し遅れてアストロサイトの活動を亢進させている可能性が考えられた。
今年度は、(1)を検証するため、ノルアドレナリンの阻害剤であるプラゾシンを投与し、ノルアドレナリンの影響を遮断した上で、動物に視覚刺激を提示し、神経細胞に視覚応答を惹起したときに、アストロサイトの活動が亢進するかどうか検証した。
プラゾシン投与により、アストロサイトの細胞体の活動は著名に減少した。この状態で、視覚刺激を与えると、神経細胞に視覚応答が惹起された。このとき、アストロサイトの活動を観察すると、神経細胞の活動から５秒程度遅れて、アストロサイトの細胞体のカルシウム活動がわずかながら（数％）亢進いていた。このアストロサイトの細胞体の活動は、非常に弱い方位選択性を持ち、その選択性は、周囲～100ミクロンの神経細胞の活動の総和の方位選択性と類似している傾向があった。このことから、神経細胞の同期活動は、弱いながらもアストロサイトの細胞体活動を亢進させることが示された。
一方、アストロサイトの突起のカルシウム活動は、プラゾシン投与後も活発であった。この突起の活動は、視覚刺激のタイミングとは相関していなかった。したがって、アストロサイトの突起の活動は、ノルアドレナリンとも、神経細胞の活動とも、独立に発生していることが示唆された。
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