神経科学：感覚運動体験は視覚入力を頭方向ネットワークに再マッピングする
Nature 576, 7785 doi: 10.1038/s41586-019-1772-4
ショウジョウバエ（Drosophila）の脳では、「コンパス」ニューロンが、ナビゲーション中の胴体と頭部の方向（ハエの頭方向）を追跡している。視覚合図がない場合、コンパスニューロンネットワークは自身の動きの信号を経時的に統合することで、頭方向を推定する。視覚合図がある場合は、このネットワークの推定はより正確になる。コンパスニューロンへの視覚入力は、Rニューロン（別名リングニューロン）と呼ばれる抑制性ニューロンを起源とすると考えられている（Rニューロン受容野は視覚空間をタイリングしている）。それぞれのRニューロンの軸索は、全てのコンパスニューロンの樹状突起と重なり合っているため、視覚合図がどのようにコンパスに統合されるのかという疑問が生じる。今回我々は、in vivoでの全細胞記録法を用いて、視覚合図がコンパスニューロンにおいてシナプス抑制を誘発でき、Rニューロンがこの抑制を仲介していることを示す。それぞれのコンパスニューロンは、特定の視覚合図の位置によってのみ抑制されるため、Rニューロンからコンパスニューロンへの多くの結び付きは、実際には弱いか働いていないことが分かった。また、視覚により誘発される抑制パターンは、ハエが異なる仮想現実環境を探索するにつれ、数分間で再編成し得ることも明らかになった。アンサンブルカルシウム画像化により、この再編成は、コンパス座標枠において持続的な変化を引き起こすことが実証された。まとめると我々のデータは、相関するシナプス前活性とシナプス後活性がコンパスニューロンにおいて、視覚的に誘発された抑制の連合性長期シナプス抑制を引き起こすというモデルを示唆している。我々の知見は、感覚入力の連合性可塑性はアトラクター動態と組み合わせた場合に、自身の動きに関する情報を変化する外部合図と調和させて、一貫した方向感覚を生み出すことができるという理論的な提案の証拠を提供する。
