自由行動下ラット視床外側膝状体単一神経細胞の慢性記録実験

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  • Chronic recording of single lateral geniculate neuron activity in behaving rat
  • ジユウ コウドウ カ ラット シショウ ソトガワ シツジョウタイ タンイツ シンケイ サイボウ ノ マンセイ キロク ジッケン

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抄録

視野情報を大脳一次視覚野に送っている視床外側膝状体（LGN）の神経活動は，網膜細胞からの入力により惹起されており，LGNの活動は視覚入力の強さを表していると考えられる。視覚入力を遮断するとLGNの活動は減少し，幼少期の動物において，視覚経験依存的な大脳皮質神経回路の可塑性を誘発する。しかし，覚醒状態でのLGNの神経活動量が，視覚入力の強さを忠実に反映しているのかどうかは明らかになっていない。 　この仮説を覚醒・行動中の動物で検証するため，ラットの視床にワイヤー電極を慢性的に埋め込み，行動中の視床神経活動の観察を行った。実験の結果，フラッシュ光は有意なLGN細胞の視覚反応を誘起した。暗環境と明環境における平均的発火頻度には，予想に反して明確な差が見られないことを見出した。また，ラットの髭探索時に伴って短時間での急激な反応性の増加が見られた。これらの結果は，覚醒行動ラットのLGN反応性は，網膜入力の強さを単純に反映していないことを示唆する。

The lateral geniculate nucleus（LGN）of the thalamus conveys visual information to the primary visual cortex. Because activity of LGN neurons is elicited by retinal inputs, amount of LGN activity are expected to represent strength of visual inputs. Also, visual deprivation is assumed to decrease the LGN activity and leads to experience-driven cortical plasticity in young animals. However, it is not clear whether neural activity of LGN faithfully represents the input strength in awake condition. In order to test this hypothesis in behaving animals, we implanted a wire electrode to the LGN of rat chronically and recorded neural activity in behaving condition. Strobe flash stimuli effectively elicited visual responses of LGN neurons. Unexpectedly, however, we found no quantitative difference in mean firing rate of ongoing activity between the light and dark environment. In addition, abrupt increase of activity of short duration was accompanied by exploratory whisking of rats. These results suggest that neural activity of LGN does not simply represent the quantity of visual inputs in behaving rats.

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KJ00009855939

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