神経科学：一次視覚野における視覚空間のシナプス構築
Nature 547, 7664 doi: 10.1038/nature23019
感覚刺激がどのように処理され認識されるかは、周囲の感覚状況によって変わる。視覚野では、文脈の信号は、視覚空間内で分離された刺激特徴を表現するニューロン群をつないでいる領域内および領域間の興奮性結合の広範なネットワークによって伝達される。しかし、視覚的文脈入力の結合論理は、よく分かっていない。すなわち、個々のニューロンが異なる視野部分からどんな情報を受けるのか、また、その入力が、1つのニューロンが符号化し、そのニューロンの空間受容野によって決まる視覚特徴とどのように関係しているかも不明である。今回、二光子カルシウム画像化法を用いて、マウス視覚野ニューロンの樹状突起スパインの空間受容野をマッピングし、視覚情景内の異なる位置に反応する興奮性シナプス入力がどのように配置されているかを調べた。その結果、個々のニューロンは、視覚空間内の広い領域から機能的に異なる入力を受けていることが分かった。視覚空間内の同位置からの類似した視覚特徴を表現する入力は、隣接するスパイン上に密集する傾向があった。シナプス後ニューロンの受容野から離れた視野領域からの入力は、高次の樹状突起分枝上にシナプスを形成する傾向があった。このような遠隔性と推定される入力は発生する頻度が高く、その入力の受容野がシナプス後ニューロンの受容野の方位軸に沿って離れた位置にある場合、シナプス後ニューロンと共通する明暗縁の方位嗜好性を持つ傾向があった。従って、受容野の離れたニューロンの間の結合は、受容野に同じ方位嗜好性と同軸性がある場合に優先的に結合するという、特異的な規則に従う。こうしたシナプス結合の構成は、視覚環境内に多くある長く伸びた明暗縁を強調するのに適しており、従って、輪郭の統合と対象のグループ分けの基盤となっている可能性がある。
