関連する実験動画

新皮質のピラミダニューロンにおけるインビヴォのデンドリティックカルシウム動態

K Svoboda¹, W Denk, D Kleinfeld

¹Biological Computation Research Department, Bell Laboratories, Lucent Technologies, Murray Hill, New Jersey 07974, USA.

|January 9, 1997

まとめ

In vivoでは,ピラミッド型のニューロンデンドライトにおけるカルシウム (Ca2+) の増加は,ナトリウム (Na+) の作用電位と相関する. デンドリティックCa2+信号は,ソマで開始されたNa+アクションポテンシャルに依存し,広範囲に広がったCa2+アクションポテンシャルに依存しません.

科学分野:

神経科学は神経科学である.
細胞神経科学は細胞神経科学である.
システム神経科学システム神経科学

背景:

哺乳類のピラミッド型ニューロンデンドライトは,ナトリウム (Na+) とカルシウム (Ca2+) の作用潜在力をサポートする活性伝導性を有しています.
デンドライトにおけるこれらのアクションポテンシャルの発生,伝播,および存在については議論されており,様々な生理学的要因の影響を受けています.
これらの複雑性のために,無傷の脳に in vitro の発見をエクストラポレーションすることは困難です.

研究の目的:

健全な脳におけるデンドリット作用電位のインビボ生成と伝播を調査する.
感覚刺激への反応におけるデンドリットカルシウム ([Ca2+]) ダイナミクスを in vivo で測定する.
ソマティック・アンド・デンドリット・アクションポテンシャルとカルシウム・トランジエントの関係を見極める.

主な方法:

2フォトン刺激レーザースキャニング顕微鏡を用いて,ネズミのプライマリビブリスサ皮質内における[Ca2+]動態をインビヴォでイメージした.
層2/3のピラミッド型ニューロンで同時に細胞内電圧の記録とデンドリト [Ca2+] 測定を行った.
実験的刺激として,ひげの刺激と直流の注射を適用した.

主要な成果:

デンドリト [Ca2+] 増加は,Na+ 行動ポテンシャルと一致してのみ観察されました.
dendritic [Ca2+] トランジエントの振幅は,バスト中の Na+ アクションポテンシャルの数に比例していた.
カルシウム信号の振幅は,ソマからの距離とともに低下し,遠端デンドライト (1層) で最小の[Ca2+]蓄積があった.

結論:

広範囲に広がる dendritic Ca2+ アクションポテンシャルは in vivo で検出されなかった.
大幅なデンドリト [Ca2+] 増加は,主として体内発起のNa+ 行動ポテンシャルによって引き起こされる.
これらの発見は,無傷の脳におけるデンドリットカルシウムダイナミクスを駆動するNa + アクションポテンシャルの役割を明確にします.

関連する概念動画