神経科学：単一ニューロンの擾乱から明らかになる一次視覚野の特徴特異的な競争

皮質層のような局所的な神経集団で行われる演算は、解剖学的な結合と神経活動の観察から推測されるのが通例である。本論文では、単一ニューロンの擾乱を用いて、皮質ニューロンがどのように知覚表現を改編しているかを直接的に測定する方法（影響マッピング）を報告する。我々は、視覚刺激を見ている覚醒マウスの一次視覚野（V1）の2/3層で、二光子光遺伝学的手法を用いて特定のニューロンに活動電位を発生させ、周囲ニューロンのスパイク発生に対する影響をカルシウム画像化法で測定した。興奮性ニューロンは平均的に他のニューロンを抑制し、解剖学的空間全体で中心周辺型影響プロファイルを示した。1個のニューロンが周囲ニューロンに与える影響は、活動の類似性に依存していた。特筆すべきは、ニューロンが、同調性の異なるニューロンよりも、同調性が類似したニューロンの活動をより強く抑制したことである。加えて、光刺激によって、標的としたニューロンの適正刺激に対して特異的に、集団応答が約2％低下した。従って、V1の2/3層では、特徴間の競争が行われており、「似たもの同士抑え合う」方式で集団活動の冗長性を減らして、知覚入力の基礎となる特徴の推測を助けている可能性がある。影響マッピングは、他のニューロン集団での演算の解析にも拡張できると期待される。

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