神経科学：糸状仮足は成体の新皮質におけるサイレントシナプスの構造基質である
Nature 612, 7939 doi: 10.1038/s41586-022-05483-6
哺乳類の大脳皮質で新たに作り出された興奮性シナプスは、神経伝達を仲介するのに十分なAMPA型グルタミン酸受容体を欠いており、結果として、成熟に活動依存的な可塑性を必要とする機能していない（サイレント）シナプスが生じる。サイレントシナプスは、発生初期には豊富に存在していて、この期間に回路の形成や精緻化を仲介するが、成体期にはほとんど存在しなくなると考えられている。しかし、成体でも神経可塑性と柔軟な学習の能力は保持されているため、成体期にも新しい接続の形成が広く起こっていることが示唆される。今回我々は、超分解能タンパク質画像化法を用い、成体マウスの一次視覚野において第5層錐体ニューロンの2234のシナプスでシナプスタンパク質を可視化した。意外なことに、これらのシナプスの約25％にはAMPA受容体が見られなかった。これらのサイレントシナプスと推定されるものは、樹状突起の細い突出（糸状仮足として知られる）の先端に位置していて、その存在率はこれまで考えられていたよりも1桁高かった（樹状突起の全ての突出の約30％を占める）。生理学的実験により、糸状仮足では実際にAMPA受容体を介した伝達は起こっていないが、NMDA受容体を介したシナプス伝達は見られることが明らかになった。さらに、糸状仮足上のサイレントシナプスは、ヘッブ型可塑性を介して活性化でき、ニューロンの入力マトリックスに新しく活動的な接続を誘導することが分かった。これらの結果は、成体の皮質では機能的な接続は大部分が固定されているというモデルに異議を唱えるもので、成熟した脳の学習能力を拡張するシナプス配線を柔軟に制御するための新しい機構を実証している。
