研究課題
昨年度の研究から、神経修飾因子の一つであるアセチルコリンが、サルー次視覚野(V1野)ニューロンの視覚応答を主に促通的に修飾すること、また、各刺激コントラストに対する応答を元々の応答強度に比例して増加させる応答ゲインコントロールによって、刺激コントラストー視覚応答曲線を変化させることを明らかにした。そこで本年度は、その神経メカニズムを詳細に検討した。アセチルコリンの促通性修飾効果はムスカリン性受容体アンタゴニストによって強く拮抗されたが、完全に拮抗されるニューロンは少なく、残りの効果はニコチン性受容体アンタゴニストによって消失した。このように、促通性の応答ゲインコントロールには2種類の異なる受容体が関与していることが明らかになった。また、視床から入力を受ける4層では、その他の層に比べてニコチン性受容体の貢献度が高いこともわかった。これは、視床-皮質投射の神経終末にニコチン性受容体が強く発現していることを示した先行研究とよく一致している。一方、少数ながらも観察されるアセチルコリンによる抑制性修飾効果について詳細に解析すると、その効果も刺激コントラスト-視覚応答曲線の応答ゲインを下げる応答ゲインコントロールであること、また、その効果はムスカリン性受容体のみによって媒介されていることが明らかになった。視覚応答修飾効果は、記録したニューロンへの直接効果だけでなく、近傍の抑制性細胞への効果を反映した間接効果の両方が考えられる。そこで、神経活動記録中に得られたスパイク波形をもとに、興奮性(RS)ニューロンと抑制性(FS)ニューロンに分類しアセチルコリンの効果を検討したが、両タイプのニューロンともアセチルコチンの影響を受け、また、両タイプ間でその効果に違いは見いだせなかった。そのため、アセチルコチンの視覚応答修飾効果のネットワークレベルでの作用機序については今後の課題として検討していくことになった。
2: おおむね順調に進展している
本研究計画に関する実験手法は十分に確立されており、予定通りに進行している。
H23年度までに、サルー次視覚野において、神経活動記録中の単一ニューロンに、局所的にアセチルコリンを投与することで、その視覚応答特性がどのように修飾されるのかを明らかにすることができた。しかし、生理的条件下において、アセチルコリンは視覚皮質の浅層から深層の広範囲に分泌され、視覚情報処理ネットワーク全体に影響を与える。そのため、アセチルコリンの生理的役割を知る為には、少数のニューロンのみが影響を受ける局所投与だけでなく視覚皮質広域への投与効果を調べる必要がでてきた。そこで、一次視覚野の小さいげっ歯類を用いてこの点を検討する。
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Journal of Neurophysiology
巻: 107 ページ: 283-291
The mystery of glaucoma
ページ: 307-330
