神経科学：視覚皮質における機能的微小回路の出現
Nature 496, 7443 doi: 10.1038/nature12015
感覚処理は新皮質の微小回路で起こるが、そこではシナプス接続性が高度に構造化されており、興奮性ニューロンが関連した感覚情報を処理するサブネットワークを形成している。しかし、皮質微小回路で機能的に組織化された接続性が形成されるための、基盤となる発生機構はまだ解明されていない。今回我々は、in vivo 2光子カルシウム画像化法とin vitroでの多細胞同時ホールセル記録法を用いて、マウスの生後さまざまな時点の視覚皮質で、興奮性ニューロンのシナプス接続性のパターンと隣接する2/3層錐体ニューロンの視覚応答特性とを直接関連付けた。開眼時点で神経応答はすでに視覚刺激に対して高度な選択性を持っていたが、まだこの時点では、類似した視覚的特徴に応答するニューロンが選択的に接続されていなかったことから、特徴に対する選択性は局所的シナプス接続の厳密な配置に依存していないことがわかる。開眼後、局所的なシナプス接続性は大幅に再編成される。すなわち、類似した視覚的特徴に応答するニューロン間に選択的に多くの接続が形成され、視覚刺激に応答しないニューロン間の接続は除去されるが、全体として接続の割合は変化しない。我々は、活動に依存したシナプス可塑性という機構を基盤にした皮質微小回路発生の連続モデルを提案する。このモデルでは、ニューロンはまず感覚刺激の経験が始まる前に、フィードフォワード入力を選択することにより視覚特徴に対する嗜好性を獲得し（この過程は、ニューロンサブセット間の初期の電気的共役により促進される可能性がある）、その後にパターン化された入力が原動力となって、回帰型シナプス接続の再分布を介して、機能的サブネットワークが形成される。
