皮質トップダウン入力を担うシナプス可塑性および学習制御機構の解明

プログラム

医学系研究助成　精神・神経・脳領域

所属機関

慶應義塾大学

所属部署

医学部生理学Ⅰ教室

キーワード

シナプス可塑性　大脳皮質　学習

研究結果の概要

大脳皮質は、多数の神経細胞がシナプスを介してつながった神経回路で構築されており、シナプスにおける情報伝達がダイナミックに変化することで、記憶や学習をはじめとする高次脳機能を支えている。したがって、『シナプスが、いつ何をトリガーとしてどのように変わるか』を明らかにすることは、高次脳機能を知るうえで非常に重要である。近年、大脳皮質一次視覚野の機能は、成熟後にも経験や学習に依存して大きく変化することが明らかになってきた。しかし、V1内の神経細胞同士のシナプス可塑性は成熟後著しく低下する。本研究では、大脳皮質一次視覚野および一次視覚野に強いトップダウン入力を送るRetrosplenial cortex (RSC)に着目し、トップダウンシナプスが成熟後も可塑性を有するか検証し、RSC-V1シナプスにおいて、成熟後も高い可塑性を示すことを見出した。このシナプス可塑性は、プレシナプスからの神経伝達物質の放出とポスト細胞の活動電位の発生タイミングに依存して生じた。トップダウンシナプスにおける高い可塑性は、成熟後の視覚機能の機能変容の基盤になりうる。

公表論文