私達の研究グループは、大脳皮質の情報処理の基盤となる神経回路を明らかにすることを目指し、スライス標本や麻酔動物を用いた電気生理学的実験を 行っています。大脳皮質の中でも一次視覚野は、個々のニューロンの視覚反応やコラム構造が明確であるため、脳機能とシナプス・神経回路の関係を直接対応付 けて解析するのに適した脳領域であると考えられます。そこで私達は、大脳皮質一次視覚野を対象として、機能的なシナプス・神経回路の解析をおこない、ユ ニークな特性を報告しています。例えば、スライス標本上の複数のニューロンからの同時ホールセル記録法とレーザー光スキャン刺激法を組み合わせた解析によ り、興奮性シナプスで結合している2/3層錐体細胞ペアは、その周辺の興奮性細胞からの入力を高い頻度で共有することを見出し、非常に微細なスケールの特 異的神経回路網の存在を報告しました。現在は、視覚機能とシナプス・神経回路を対応づけるために、麻酔・覚醒動物を用いた視覚反応の解析や、遺伝子工学的 方法を組み合わせた研究を始めています。また、視覚野の機能は、生後の視覚経験に依存して成熟することが知られています。そこで、暗室飼育による視覚入力 遮断など、生後の視覚体験を操作した環境で飼育することにより、視覚野神経回路網の形成が受ける影響を調べることで、その回路の機能的役割を検討しています。

図の説明：
ラット一次視覚野内に見出された微小神経回路の模式図。三角は2/3層にある興奮性の錐体細胞、FSと書かれた細胞はfast spiking型の抑制性細胞、丸は4層の興奮性細胞をそれぞれ示す。

　さらに、単一の神経細胞に対してシナプス入力する神経細胞を網羅的に解析するために、ウイルスベクターを利用した遺伝子導入法を開発しています。

図の説明

中央の神経細胞（緑と黄色）にシナプス入力する神経細胞群をウイルスベクターによって可視化。さらにこのウイルスベクターは、遺伝子発現や神経活動を調節することもできるため、神経回路の構造だけでなく、機能やその基盤となる分子機構も解析できるツールとなる。