Manipulating Neuronal Circuits Using Dynamic Clamp Technique

局所神経回路は,複数の神経細胞がシナプス配線 (synaptic wiring)によって適切に連絡することによっ て構築されている.その配線パターンは多種多様であ り,フィードバック結合,フィードフォワード結合,発 散性・収束性結合などがあり,さらにそれらの組み合わ せで回路配線パターンは複雑化する(Fig. 1).さらに, 神経細胞・シナプスが heterogeneous であるというこ とも,神経回路研究において考慮すべきである.例え ば,錐体細胞と抑制性介在細胞ではその細胞膜の興奮 性は全く異なるし,抑制性介在細胞でも parvalbumin 陽性細胞と somatostatin 陽性細胞の細胞膜興奮性は 異なる.シナプスに関しても,錐体細胞はターゲット の抑制性介在細胞の種類に応じ,異なるキネティクス の興奮性シナプス入力を与える. 要するに,回路配線パターンの多様性に,細胞・シ ナプス種の多様性が組み合わさった結果,多種多様な 局所神経回路が脳内に存在するわけである.そして脳 の情報処理を理解するためには,それぞれの局所神経 回路網における信号処理能力を検証していかなければ ならない.この問題へ取り組むにあたり,「任意の神経 ∗〒 444–8787 愛知県岡崎市明大寺町字東山 5–1 回路配線」において信号処理能力を調べる実験系があ ると非常に有効である.「もし研究者が,神経配線網を 自分が好むように操作することができれば...」,これが 筆者らの目標であり,これにより神経回路研究の大幅 な進歩が期待される.筆者らは,ダイナミッククラン プ法をスライスパッチクランプ記録法に適用し,この 問題に取り組んでいる.本解説では,ダイナミックク ランプ法の歴史とこれまでの研究を紹介し,その後筆 者らの取り組みに関して紹介したい.