臨界期における神経活動依存的な回路形成原理について

高等動物の神経回路は、遺伝的プログラムに加えて、臨界期に生じる神経活動に依存した回路の精緻化を経て完成される。この活動に依存した回路の可塑的な変化は、ヘブ則”Neurons that fire together wire together.”表されるように、神経細胞間の同期的な発火活動によると多くの教科書に記載されている。

我々は、神経活動に依存した回路形成の基本原理を理解するべく、嗅覚系をモデルに研究を行っている。マウス嗅覚系は、細胞の「神経個性」が発現する嗅覚受容体の種類で標識できるという点で、回路形成の研究において極めて優れたモデル系となっている。高速カルシウムイメージング及びオプトジェネティクスによる嗅神経の活動の観察、操作を通じて、我々は既存のヘブ則には当てはまらない全く新しい神経活動依存的な回路形成のメカニズムを明らかにした。本セミナーでは、嗅覚受容体遺伝子の発見から25年、飛躍的に理解が進んだ嗅覚神経回路の形成機構の概要を説明すると共に、そこから見えてきた回路構築の一般原理について議論したい。