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動物は受容した視覚情報に応じて適切な行動をとるが、それを実現する神経回路メカニズムの全容は解明されていない。ゼブラフィッシュを用いた研究から、回転性・並進性の視覚刺激は、前視蓋の階層的神経回路ネットワークにより区別されているという仮説が提唱された。しかし、この仮説はニューロンの反応特性のみに基づいたもので、実際に前視蓋ニューロン間で機能的因果関係があるのか分かっていない。本研究は、個々の前視蓋ニューロンを遺伝学的に標識し、前視蓋ニューロン間に階層的ネットワークが存在するのかを実験的に検証することを目的とした。前年度では、抑制性ニューロンの視覚刺激に対する神経活動記録により、前視蓋の腹側/側方領域に、高次演算を必要とする2つの主要な反応パターンを示すニューロン群を発見した。また、興奮性ニューロン特異的な系統では、後交連の一部が視覚刺激に反応していることを見出した。しかし、これらの系統の場合、全ての興奮性・抑制性ニューロンを標識できていない問題があった。そこで、本年度は、前視蓋領域の一部で発現が見られる候補Gal4トラップ系統を選抜し、視覚応答の記録を行った。その結果、2つのGal4系統は、前視蓋の腹側/側方領域に位置するニューロン群を標識し、それらのニューロン群は抑制性ニューロン特異的な系統で観察したのと同様の反応パターンを示すことが分かった。その内の1系統を用い単一細胞標識による形態解析を行った結果、この領域に存在するニューロンの多くがループ様の特徴的な神経突起を持ち、一部のニューロンは視蓋・小脳・縦走堤に神経投射していることを発見した。また、これらのニューロンは、方向選択性の網膜入力を受ける領域の近傍に位置していた。これらの結果から、前視蓋の腹側/側方領域に存在する前視蓋ニューロン群は、網膜からの方向選択性シグナルを受容し、それを下流脳領域へ伝達している可能性を提唱した。
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