神経科学：in vivoでの単一血管の血行動態応答の神経相関
Nature 534, 7607 doi: 10.1038/nature17965
神経の活性化は局所的に血流量を増加させる。機能的画像化技術ではこの血管シグナルを使って、神経活動の位置や強さを推測する。しかし、神経シグナルと血管シグナルを相関させる正確な空間的スケールは分かっていない。さらに、血行動態シグナルの駆動におけるシナプス活動とスパイク活動の相対的な役割は議論の的になっている。これまでの研究では、スパイク活動とともにシナプス活動の1つの指標としての局所フィールド電位、そして低分解能での血行動態の画像化が記録されている。今回我々は、2光子顕微鏡法により、蛍光グルタミン酸センサーおよび蛍光カルシウムセンサーを用いて周囲組織のシナプス活動とスパイク活動を画像化中に個々の血管の感覚誘発応答（拡張、血流速度）を測定した。ネコの一次視覚野（ここではニューロンは刺激の方位に対する選択性によりクラスターを形成している）において、我々は興奮性シナプス活動の新しい地図を見いだした。この地図はスパイク活動の地図と同様に組織化されているが、刺激の方位や方向に対する選択性は低かった。我々は初めて個々の血管応答の同調曲線を作成し、皮質の2/3層の実質内血管は方位選択性であることを見いだした。隣接する穿通細動脈の方位選択性は異なっていた。ネコの軟膜表面動脈、およびラット視覚野（方位地図は存在しない）の表面動脈および穿通細動脈は、視覚刺激に応答するが、方位選択性を持っていなかった。我々はネコで個々の実質内血管周囲のシナプス応答あるいはスパイク応答を統合して、血管応答および神経応答は同じ方位選択性を持つことを立証した。しかし、シナプス応答とスパイク応答は血管応答よりも選択性が高く、周囲の組織にはほとんどあるいは全く神経活動を引き起こさない刺激に対し血管はロバストに応答することが多かった。従って、局所での神経シグナルと血行動態シグナルは一部分離していた。総合するとこれらの結果は、血行動態シグナルを解読する際には、隣接する円柱構造間の血管拡張の伝播など、固有の皮質特性が説明される必要があることを示している。
