| 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、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係わっている可能性もあるため、これを究明するために本実験系を立案した。
順行性軸索変性法とゴルジ電顕法との組み合わせ、およびPHA-Lによる順行性神経標識法と抗GABA抗体を用いた包埋後免疫電顕法を組み合わせた実験を行った。この結果、MD核からの視床皮質線維終末は、小型非錐体細胞、すなわちGABA陽性ニューロンに終わることを証明した。前頭前皮質細胞が受けるMD核からの入力線維数については、明らかに錐体細胞の方がGABA作動性抑制細胞より多くの入力を受けていた。MD核神経終末の分布については、抑制性神経細胞の方が細胞体近傍の太い樹状突起にシナプスを形成していた。以上の所見は、前頭前皮質-MD核間の興奮性神経回路に皮質内抑制性インターニューロンが関与し、この回路を修飾または制御していることを示唆する。
本研究とこれまでの研究から、前頭前皮質-MD核間の興奮性ループは、(1)視床網様核、ventral pallidum, そして黒質網様部からMD核への抑制性入力、(2)腹側被蓋野からの皮質外抑制性入力、(3)皮質内抑制性神経細胞によって調整されていることが明らかとなった。
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