視覚誘発性行動におけるシンクロナスオシレーションの機能的意義の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14710040
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石金 浩史 東京大学, 大学院・人文社会系研究科, 助手 (30323562)
• Keywords: シンクロナスオシレーション / ゲシュタルト / カエル / 視覚系 / 網膜 / ディミング検出器 / 神経節細胞 / 相関関数

Research Abstract

視覚系において神経細胞間に観察される相関発火現象(シンクロナスオシレーション)は視覚刺激として呈示されたオブジェクトのグローバルな特徴に依存して観察されるため、ゲシュタルト的知覚統合への関与が示唆されている。そこでカエル網膜の神経節細胞群にマルチ電極を適用することでその刺激依存性と薬物投与による変化を解析した。
CRTモニターにより任意の光刺激をカエル剥離網膜片に呈示し、平面型マルチ電極から電気生理学的手法により神経節細胞の一種であるディミング検出器群のスパイク発火活勲を多数同時記録した。光刺激の呈示に対するスパイク発火応答に関して相互相関関数を算出し、細胞間の発火相関を解析したところ、個々の細胞の受容野より遥かに大きな刺激に対してシンクロナスオシレーションが生成されていたが、小さな刺激に対しては生成されていなかった。シンクロナスオシレーションは受容野の重ならないような離れた細胞間でも観察される。この結果は広範囲にわたり活動の位相のずれない神経回路網の存在を示している。神経節細胞より末梢側にはアマクリン細胞が存在しており、ギャップジャンクション(電気シナプス)で互いに電気的に結合している。アマクリン細胞がギャップジャンクションを介して形成している広範囲の神経回路網がディミング検出器間のシンクロナスオシレーションを形成している可能性を検討するため、ギャップジャンクションの阻害剤を投与してその効果を検討し。ギャップジャンクション阻害剤の一種であるカルベノキソロン投与したところ、ディミング検出器間のシンクロナスオシレーションが消失した。したがって、ディミング検出器間のシンクロナスオシレーションはアマクリン細胞がギャップジャンクションを介して形成している広範囲の神経回路網によって形成されている可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] 石金 浩史: "視覚系における神経活動と選択的注意"心理学評論. 46・3. 357-370 (2004)
• [Publications] 立花 政夫, 石金 浩史: "網膜における同期的・周期的スパイク発火の生成と機能"蛋白質核酸酵素. 49・3. 478-485 (2004)
• [Publications] Tachibana, M., Ishikane, H., Gangi, M., Arai, I., Asaka, T., Du, J.: "Neural Mechanisms of Synchronous Oscillations in Retinal Ganglion Cells in : The Neural Basis of Early Vision, A.Kaneko (ed.),pp.59-60"Springer-Verlag Tokyo. 253 (2003)