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大脳皮質一次視覚野の機能は、生後の視覚経験に依存して発達することが知られている。本研究では、大脳皮質一次視覚野に存在する、微細で精密な興奮性サブネットワークは生得的なものか、生後の経験に依存して形成されるかを検討するために、生後直後からの暗室飼育により視覚体験を経ていないラット視覚野よりスライス標本を作成し、その神経回路を、ケージドグルタミン酸による局所刺激法と、複数の2/3層錐体細胞からの同時ホールセル記録法を用いて解析した。正常な視覚体験を経た視覚野の2/3層錐体細胞は、特定の相手と選択的に興奮性神経結合し、視覚野内に微小神経回路網を形成していた。一方、暗室飼育したラット視覚野においては、2/3層錐体細胞が形成する興奮性結合の検出確率は、正常な視覚野と比較して有意に低下し、結合が観察された場合も、興奮性シナプス後電流の振幅は著しく減少していた。また特異的な興奮性神経結合による微小神経回路は、暗室飼育した視覚野においては観察されなかった。以上の結果は、微小神経回路網の発達には、遺伝的機構のみならず生後の視覚入力に依存して神経結合が精緻化される過程が必要であるという仮説を支持する。視覚野ニューロンは特定の視覚刺激に対して選択的に反応するが、この視覚反応選択性の形成は、生後の視覚体験に強く依存することが知られているので、視覚入力に依存して形成される微小神経回路網は、視覚野ニューロンの反応選択性の基盤となる回路であることが示唆される。
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