計算論的神経科学：哺乳類網膜で方向選択性を生み出す種特異的な神経結合

哺乳類網膜では、スターバーストアマクリン細胞（SAC）の樹状突起に見られる方向に同調するシグナル伝達が、刺激の動く方向を検出する神経回路で中心的な役割を果たす。しかし、SACの方向選択性に対する、細胞の内在的性質と神経回路結合の相対的な寄与については未解明である。今回我々は、マウス網膜のSAC回路のコネクトームを詳細に再構築し、従来知られていなかったSAC樹状突起上のシナプス分布の2つの性質、すなわち、入力シナプスと出力シナプスは分けられていて入力シナプスは近位樹状突起に限定されていること、および抑制性入力の分布はウサギ網膜で観察されていたものとは根本的に異なっていたことを示す。解剖学的に拘束されたSACの神経回路モデルから、マウス網膜とウサギ網膜でのSAC–SAC間神経結合の違いが、速度とコントラストへの同調と受容野構造に対するシナプス抑制の寄与の違いの基になっていることが示唆された。特にこのモデルからは、マウス型の神経結合が、より遅い線速度の符号化を可能にし、これは眼球半径が小さいことの説明となり、これによって角速度の同調を保っていることが示された。こうした予測は、方向性のある刺激に対して応答中のマウスSAC樹状突起のカルシウム画像化で実証された。

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