研究紹介
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Itami, C. and Kimura, F. Developmental switch in spike timing-dependent plasticity at layer 4-2/3 in the rodent barrel cortex. Journal of Neuroscience (2012) 32: 15000-15011
皮質感覚野は発達期に可塑性の高い臨界期があり、そのメカニズムの解明は脳科学の重要なテーマである。本論文は齧歯類の体性感覚野において、臨界期が開始するメカニズムを明らかにした。臨界期には4層−2/3層間のシナプスの可塑性が重要であることは以前から知られていた。この可塑性は、その方向がシナプス前後の細胞の発火順に依存する(スパイクタイミング依存性可塑性、STDP)。我々は、1)生後13日以前はSTDPのルールが異なり、長期増強しかないこと、2)この時期、ヒゲ除去を行っても4層−2/3層間のシナプス伝達は抑圧されず、従って受容野変化は起きえないこと、3)生後7−13日は4層から2/3層へ軸索投射が形成される時期であり、長期増強だけのSTDPはシナプス形成に重要であること、4)13日以降のスパイクタイミング依存性抑圧はカンナビノイド受容体を介すること、5)以上より、体性感覚野の臨界期が生後13日頃から始まることを明らかにした。一般に神経投射形成では初期の過剰投射の後、経験に依存した選択的投射に変わるとされるが、これがSTDPの変化であること、またこの変化が臨界期の開始であることを明らかにした。


 
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