| 研究概要 |
小脳では、様々な感覚入力が皮質内の近接した領域に断片的に分布しており、唯一の投射ニューロンであるプルキンエ細胞は1個の細胞レベルで様々な感覚情報を統合している可能性がある。さらに、プルキンエ細胞が受けている2種類の興奮性入力である、登上線維入力と平行線維入力の相互作用によって決定される平行線維シナプスの可塑性(長期抑圧,LTD)が感覚情報処理や運動学習に重要なはたらきを持っていると考えられている。本研究では、このような単一プルキンエ細胞における感覚情報の統合様式を明らかにするために、生体内のプルキンエ細胞におけるホールセル記録と2光子励起カルシウムイメージングの同時測定を行う。様々な感覚刺激(体性感覚、視覚等)を与えたときの登上線維入力および平行線維入力をカルシウムイメージングによって検出し、それらの入力がプルキンエ細胞の活動電位出力にどのような影響を与えるのかをホールセル記録によって記録することで、その入出力関係を明らかにする。今年度はこれらの実験を行うための2光子励起顕微鏡を構築し、麻酔下のラットもしくはマウス小脳におけるプルキンエ細胞からのホールセル記録とカルシウムイメージングの同時測定の実験を開始した。まず、麻酔下のラット小脳において、ホールセル記録中の単一プルキンエ細胞樹状突起のカルシウム応答を計測した。皮膚刺激に対する登上線維応答(複雑スパイク)が観察され、それに伴う樹状突起内のカルシウム応答をとらえることに成功した。また、同様の刺激に対する平行繊維入力応答も同時に観察された。今後は、これらの異なるシナプス入力を区別し、それぞれの入力に対するカルシウム応答およびその相互作用について詳細な解析を行う。同時に、別の感覚刺激に対しても同様の実験を行い、感覚入力間の相互作用が細胞出力に与える影響についての解析を行う。
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