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前頭前皮質や視床背内側核(MD核)は、記憶では短期記憶に、その他、学習や情動行動に関係する領域とされている。従って、短期記憶を含む高次脳機能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が、この興奮性ループを調整、制御している可能性を示した。しかし、このほか、皮質内抑制性インターニューロンも抑制系の一部としてこの神経回路網に関わっているかどうかを究明するために、本年度は実験系を組んだ。
前頭前皮質の抑制性ニューロンはゴルジ電顕法によって可視化し、一方、前頭前皮質内におけるMD核からの神経終末は順行性軸索変性法によって標識した。皮質内抑制性インターニューロンは、これまでの形態学的検索において、棘の乏しい小型非錐体細胞とされているため、これに一致するニューロンを選び出した。次に、この小型非錐体細胞の樹状突起の超薄連続切片を作成し、電顕観察した。この結果、抑制性と思われる小型非錐体細胞に変性したMD核神経終末が終わり、非対称性シナプスを形成している像を確認した。このような形態学的証左は、前頭前皮質からMD核へ線維を送っている興奮性皮質視床ニューロンを抑制するfeedforward inhibitionの存在を示唆している。
今後、上記結果を補強するために、順行性神経標識法と包埋後免疫電顕法を組み合わせ、MD核からの入力線維がGABA作動性インターニューロンに終わるのか、さらに、両者間のシナプスの密度や分布について定量的解析を加える所存である。
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