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 生後発達初期の第一次視覚野可塑性におけるGABA作動性神経伝達の役割
神経回路発達研究チーム |
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脳は経験により形づくられる。この神経活動に依存した可塑性の細胞および分子メカニズムに関しては、まだ不明である。生後発達初期の第一次視覚野（VC）においては、互いに競合しあう両眼性入力と後細胞が同期することがシナプス形成・維持に必須であり、その過程には、興奮性・抑制性神経回路の相互作用が重要であろうと考えられている。（図参照）
我々は最近、GABAを合成する酵素、すなわちグルタミン酸デカルボキシラーゼ（GAD）のアイソフォームの機能欠失変異（GAD KO）に注目し、視覚野可塑性における役割を調べた。
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視覚大脳皮質の抑制性回路が眼優位性可塑性を調節・制御する。
※画像をクリックすると拡大します。
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GAD KOマウスのVCにおけるGABAの遊離量は、刺激に対し野生型（WT）マウスに比べ著しく低下していた。そこで、単一細胞記録法を用いて眼優位性を調べたところ、WTマウスにおいて認められる感受性期内の単眼剥奪の効果が、GAD KOマウスでは完全に阻害されていることが明らかとなった。さらに、単眼遮蔽期内にジアゼパムを用いて、後シナプス性GABA受容体の感受性を増強させたところ、KOマウスのVCにおいても正常の可塑性を惹起することができた。
一方、遺伝子欠損マウスを用いることにより、in vitro法との直接比較が可能となった。そこで、活動依存的可塑性のモデルとされてきた長期増強（LTP）や長期抑制（LTD）の現象が、眼優位的可塑性と簡単に結びつかない事が分かった。さらに、視皮質内の抑制性ニューロンを介した局所神経回路がin vivoでの可塑性にとって重要な役割を果たしている事が明らかになった。
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Hensch, T.K., Fagiolini, M., Mataga, N., Stryker, M.P., Baekkeskov, S., Kash, S.F.
Local GABA circuit control of experience-dependent plasticity in developing visual cortex.
Science 282: 1504-1508 (1998).
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