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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関連する興味深い領域である。この高次脳機能を理解する上で基礎データとなる両者間のハードアーキテクチャーの解明に努めてきた。今回の研究においては、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どのように係わっているのかを神経標識法と包埋後免疫電顕法を組み合わせることによって明らかにすることを目指した。これまでの研究では、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ている。
昨年までの過去2年間の成果として、MD核からの神経終末とGABA陽性細胞の間に非対称性シナプスの形成と皮質視床細胞にGABA陽性神経終末が終わっている所見を得ている。本年度は、これらの所見を検証する目的で順行性または逆行性神経標識法とimmunogoldを用いた包埋後免疫電顕法を組み合わせる実験手法で追補実験を重ねた。その結果、上記所見は間違いないものであり、さらに、MD核神経終末は前頭前皮質第I層または第III層のGABA陽性細胞に終わり、GABA陽性神経終末はMD核に線維を送る深層皮質視床細胞の細胞体に対称性シナプスを形成して終わる電顕像を多く観察した。以上の結果は、前頭前皮質とMD核間の興奮性神経回路が抑制性インターニューロンを介したfeedforwardおよびfeedback inhibitionによって調整されていることを示唆する。
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