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感覚情報はしばしば時間的な神経活動パターンとして表現されるが、その意義やメカニズムについては十分に理解されていない。そこで、本研究ではマウス嗅球における匂い情報処理における時間コーディングについて、2光子カルシウムイメージング法を用いて解析した。我々は嗅球において呼吸と同期して生じる神経活動オシレーションが嗅神経細胞の機械刺激受容によって生じていることを明らかにした。機械刺激受容によって、嗅球では糸球体に固有な位相の神経活動オシレーションが生じ、さらに匂いを受容する際にはこのオシレーションの位相シフトが観察された。吸気のスピード変化によって機械刺激を単純に増減させても位相は変化しなかったことから、位相シフトが匂いと機械刺激の識別の基盤であると考えられた（位相コーディング）。更に、人工スニッフィングの系を用いて、この機械刺激オシレーションのみをなくしてやると匂い応答がより小さくなっていること、匂い情報の位相コーディングが不安定になっていることが明らかになった。こうしたことから、嗅神経細胞における機械刺激受容は匂い情報の位相コーディングに役立っていることが判明した。更に、こうした情報処理が嗅球のどのような回路によって支えられているのかについて、種々の変異マウスを用いた解析、数理シミュレーション、神経回路再構築によって明らかになりつつある。これによると、糸球体間の側方抑制回路が重要な鍵になっていると考えられる。
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