東京大学(東大)は、生まれたばかりの動物の小脳において、多くのプルキンエ細胞の自発的神経活動が同期していることが明らかになったと発表した。
同成果は、東京大学大学院医学系研究科機能生物学専攻神経生理学分野のジャンマルクグッド 研究員(当時)と狩野方伸 教授の研究グループと、山梨大学大学院総合研究部医学域神経生理学の喜多村和郎 教授らの研究グループの共同研究によるもの。詳細は米国の学術誌「Cell Reports」に掲載された。
生後間もない脳には過剰な神経結合(シナプス)が存在するが、発達の過程で必要なシナプスが強化されて残るとともに、不要なシナプスは除去されて、機能的な神経回路が完成する。この過程は「シナプス刈り込み」と呼ばれ、機能的な神経回路が出来上がるために不可欠だ。
これまでの研究からシナプス刈り込みは神経活動に依存して進むと考えられているが、生後発達期にどのようなパターンの神経活動が生じているのか、またそれがシナプス刈り込みとどのような関係にあるのかはわかっていなかった。
研究グループは、発達期のシナプス刈り込み過程の解析が進んでいるマウス小脳の登上線維とプルキンエ細胞に着目。生後間もないマウスにおいては、プルキンエ細胞同士の自発活動が高い同期性を示し、その同期性は発達が進むにつれて減少することが明らかになった。さらに、この同期性の減少がシナプス刈り込みによる登上線維の配線の変化と登上線維の活動パターンの変化の両方によって起こっていることがわかったという。
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生後まもない小脳においてプルキンエ細胞の自発活動は高い同期を示すが、生後1週目で成体と同程度まで低下する (出所:東京大学Webサイト)
研究グループは、同研究により、小脳において自発活動の発達変化が観察され、その原因がシナプス強化と刈り込みの過程と直接関係していることが明らかとなったことから、他の脳部位においても類似のメカニズムが働いていることが期待されるとしている。
