神経科学：視覚野における空間的結合性と方向選択性の一致

神経応答の選択性は、興奮性結合と抑制性結合の構成に起因する。一次視覚野では、2/3層のニューロンの刺激の配向と方向に対する選択性は、同様に選択性を持つ皮質内入力に起因すると考えられている。しかし、個々のニューロンの興奮性入力は多様な刺激選好性を持つ可能性があり、抑制性入力も無差別的で非選択的である可能性がある。今回我々は、2/3層ニューロンとの興奮性および抑制性の皮質内結合が、厳密な空間パターンに従うことで、その選択性と一致することを示す。我々は、狂犬病ウイルスによる追跡法を用いて、マウス視覚野の2/3層の錐体ニューロンへの興奮性および抑制性入力を標識し、機能的に画像化した。その結果、興奮性のシナプス前ニューロンは、2/3層と4層にまたがってシナプス後ニューロンの選好配向と同軸方向に分布しており、選好方向と反対側の領域に偏在していた。一方、抑制性のシナプス前ニューロンは2/3層内でシナプス後ニューロンの近傍に存在し、シナプス後ニューロンの選好方向に先行するよう偏在していた。シナプス後ニューロンの方向選択性は、シナプス前ニューロンの選択性とは無関係だが、興奮性および抑制性のシナプス前ニューロン集団間の空間的なずれと相関していた。網膜の方向選択性も同様の非対称結合によって確立されており、これは、この回路モチーフが感覚処理において標準的である可能性を示唆している。

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