「視床微小神経回路における情報処理機構」

井上 剛

生理学研究所・神経シグナル研究部門

 

 脳(神経回路)形成を理解するためには、神経細胞同士の1対1のシナプス結合 (point-to-point connections) の理解に加え、多対多のシナプス結合 (divergent/convergent connections) の理解が必須である。しかし後者を電気生理学的に調べるには最低でもトリプルパッチクランプ記録を必要とし、その技術的困難故に報告例は非常に少ない。ここで我々は、この発散性結合 (divergent connections) を容易に測定することが可能となる新しい実験手法を紹介する。我々は2つのポストシナプス細胞からのパッチクランプ同時記録と、単一のプレシナプス細胞由来繊維を刺激する 'minimal stimulation' 法を併用することにより、この問題を解決した。この手法を用いることにより、nucleus reticularis 由来の単一抑制性繊維は体性感覚野における複数の視床神経細胞群 (thalamic relay cells) に投射していることがわかった。しかし対照的に、上行性の単一興奮性繊維 (lemniscal fiber) は複数の視床神経細胞群に投射していないことが明らかになった。これらの結果は、なぜ視床が感覚情報を大脳皮質に 'リレー'し、またなぜ視床がその視床細胞群の神経活動を'同期'させるのか、そのシナプス結合様式を実証している。