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神経科学:運動ニューロンはギャップ結合を介して逆行性に移動運動回路機能を制御する

Nature 529, 7586 doi: 10.1038/nature16497

運動ニューロンは、運動行動の実行に関わる神経情報処理の最終段階に当たる。従来、運動ニューロンは「最終共通経路」と見られており、上流の介在ニューロン回路が生み出した最終運動プログラムを筋肉に伝える役割しか持たない受動的な受け取り手と考えられてきた。しかし今回、ゼブラフィッシュで、運動ニューロンがギャップ結合を介して移動運動回路機能を制御するという、予想外の役割を持つことが明らかになった。このギャップ結合は、運動ニューロンの膜電位変動の逆行性アナログ伝播を仲介し、移動運動を駆動する上流のV2a介在ニューロンのシナプス放出と動員を制御する。移動運動中に運動ニューロンを選択的に抑制すると、V2a介在ニューロンは回路から除外され、移動運動回路機能に大きな影響が生じる。ギャップ結合は、運動ニューロンとV2a介在ニューロンを、別々の単位ではなく機能的集合体として結合し、移動運動リズム発生に必須な逆行性アナログ計算を担わせている。これらの結果は、運動ニューロンが運動指令の受動的な受け取り手ではなく、運動行動に関与する神経回路の不可欠な構成要素の1つであることを示している。

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