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脳:ニューロン活動順序生成のシナプス連鎖モデルの裏付け

Nature 468, 7322 doi: 10.1038/nature09514

鳴禽類でみられる、さえずりの時系列の著しい正確さは、運動前核HVCでの順序立った散発的バースト発火によりもたらされている。今回我々は、ニューロン活動の順序生成について考えられる2種類のモデルを検討するため、さえずり中のキンカチョウ(Taeniopygia guttata)のHVCニューロンで細胞内記録を行った。その結果、閾値下の膜電位には、バースト開始の5〜10ミリ秒前に起こる大きく速い脱分極という特徴がみられることがわかった。これは、HVC内にシナプスで連結したニューロンの鎖があるとするモデルと符合する。バースト発火のタイミングが閾値下の膜電位動態によって制御されるとするモデルから予測される、緩やかな膜電位変化の兆候は見いだせなかった。また、バースト発火は持続時間約10ミリ秒の閾値下脱分極の上に乗っており、これはおそらくHVCニューロン内の再生カルシウムスパイクの結果で、このスパイクが高い時間的精度をもった連鎖型ネットワークを通っての活動伝播を助けているのだろう。今回の結果から、神経回路が複雑な連続動作を生み出すのを可能にする基本的機構についての手がかりが得られた。

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