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運動は、さまざまな神経修飾因子の脳内濃度を変化させることが知られている。本年度は、神経修飾因子の一つであるアセチルコリンが、サル視覚皮質(一次視覚野、V1野)の視覚応答に及ぼす修飾効果を神経薬理学的手法により検討した。サルを麻酔・非動化し、V1野から単一ニューロン活動記録を行った。サル眼前に設置したCRTディスプレイ上のニューロンの受容野位置に円形グレーティング刺激を提示し、視覚応答を記録した。基本的な受容野特性を決定後、神経活動記録用の電極に貼り付けてあるガラス管よりアセチルコリンを微小イオン泳動投与法により記録細胞へ投与することで、視覚応答に対するアセチルコリンの修飾作用を調べた。その結果、アセチルコリンの主たる効果は、応答を増加させること、すなわち促通効果であることがわかった。そこで、視覚刺激の入力強度に相当する刺激コントラストを変化させた時の視覚応答を「刺激コントラストー視覚応答曲線」として関数化し、アセチルコリンがこの関数をどのように変化させるのかを検討した。その結果、促通効果が観察されたほとんどのニューロンにおいて、アセチルコリンはその関数の形そのものを変えずに、各刺激コントラストに対する応答を増加させる応答ゲインコントロールと呼ばれる調節で促通効果を引き起こすことがわかった。以上より、運動により分泌されるアセチルコリンは、運動時の視覚機能の亢進に働くことが予想される。
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