神経科学：コネクトミクス再構築によるナビゲーションに使われる視覚特性の予測

多くの動物は視覚情報をナビゲーションに用いるが、ナビゲーション系がそのような情報を符号化し、統合する仕組みについては、完全には分かっていない。キイロショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）では、前方視覚経路（AVP）の一部であるERニューロンからの視覚入力を統合することで、中心複合体のEPGニューロンが頭方位を計算している。本研究で我々は、電子顕微鏡データを用いて、AVP内の全ニューロンを高密度で再構築した。AVPは4つのニューロピルからなり、これらは3つの主要なクラスのニューロンによって順番に連結されている。MeTuニューロンは視葉の視髄を中央脳の前方視覚小結節の小単位（AOTUsu）に接続し、TuBuニューロンはAOTUsuをバルブニューロピルに接続し、そして、ERニューロンがバルブをEPGニューロンに接続する。我々は形態、神経クラス間の接続性およびシナプスの位置に基づいて、4タイプのMeTuニューロンに由来する異なる情報チャネルを特定し、さらに視髄でのシナプス前接続とAOTUsuでのシナプス後接続に従って、これらを10のサブタイプに分けた。また、AVP全体の接続性と視葉のMeTuニューロンの樹状突起領域を用いて、潜在的な視覚特性と、ERニューロンが入力を受け取る視覚野を推測した。我々は、これらの予測の一部を生理学的に確認した。以上の結果は、複数の処理段階にわたって異なる感覚特性が抽出・変換されて、高次の認知表現を構築し得る仕組みを理解するための強力な基盤となる。

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