| 研究概要 |
神経細胞はシナプス入力を活動電位に変換することにより, 情報を符号化する.従って, 我々の複雑な脳機能が発現するしくみを理解する上では, 神経細胞において活動電位が発生する過程を明らかにする必要がある.トリの大細胞核(NM)は音の時間情報処理に関わる.さらに, NMには周波数局在性があり, 聴覚情報はCF領域毎に処理される.従って本研究では, NMにおいて活動電位の発生部位をCF領域毎に調べることにより, 聴覚情報処理における活動電位発生部位の果たす役割を明らかにする.昨年度は電気生理学的手法と組織形態学的手法を用いて, NM細胞が細胞体近傍の軸索起始部で活動電位を発生し, さらにそこでのNaチャネルの発現量が低いCF領域の細胞ほど大きいことを明らかにした.
今年度はさらに, このことの機能的意義を検討した.NMではシナプス入力の数とサイズもCFに応じて異なり, 低いCFの細胞ほど多数の小さな入力を受ける.そこで, コンピューターシミュレーションを行った結果, 多数の小さな入力を受ける低いCF領域の細胞では, 軸索起始部にたくさんのNaチャネルをもつことが正確なタイミングで発火を行う上で特に重要であることが分かった.これは入力が加重される場合にはEPSPの立ち上がりが遅くなりNaチャネルの不活性化とKチャネルの活性化を生じるが, Na電流量が大きいと活動電位発生の潜時が短くなり, この効果を減少させるためであった.さらに以上の結果から, 神経細胞では活動電位の発生部位とそこでのイオンチャネル発現がシナプス入力に応じて細胞毎に精巧に調節されることにより, 細胞機能が最適化されていることを明らかにした.
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