2006 年 4 月 20 日
カリフォルニア州ラホーヤ – ソーク生物学研究所の研究者らは、移動する物体の視覚認識において重要な役割を果たす可能性のある神経回路を発見した。 彼らの発見はジャーナルのXNUMX月号に掲載されました ニューロン、神経生物学者は、私たちの脳が動きを検出するために依存している神経経路を再考する必要があります。
色や細部に関する感覚情報は、移動する物体の知覚にとって比較的重要ではないと長い間考えられてきました。 主な理由は、色や細部の情報を運ぶ脳内の神経経路が、以前は運動処理に関連していた脳の領域から完全に分離されているように見えたためです。
エド・キャロウェイの研究室で研究している共同主著者のジョナサン・J・ナッシとデイビッド・C・ライアンは、エレガントな解剖学的研究で、色と細かいディテールを運ぶ神経経路が皮質の運動処理領域（外側）に実際に接続していることを示した。この情報は、おそらく脳が動く物体を検出するのに役立ちます。
「視覚環境には、動きを検出するために使用できるさまざまな種類の手がかりがあり、基本的には動くものすべてです」と彼は言います。 エドワード・M・キャロウェイ、博士、研究の上級著者であり、システム神経生物学研究所の教授。 「私たちは、『モーション処理は考えられるすべてのキューを活用しているか?』という質問をしました。 」
この研究は、それが事実であることを初めて証明しました。
私たちの目は視覚環境を捉え、入ってくる画像を色、位置、明るさという XNUMX つの主要な要素に分解します。 これらの情報は、別の特殊な経路に沿って目から脳に伝えられます。 小細胞 (P) 経路は、色と空間の詳細に関する情報を伝達します。 一方、大細胞 (M) 経路は色盲であり、空間分解能が劣ります。 その代わり、低コントラストと急激な変化に敏感です。 視覚野はこれらの経路からの情報を使用して、動き、形状、色に関する詳細を計算します。
これまで、MTと呼ばれる皮質運動処理領域につながるのはM経路のみであると考えられていました。 これは、M 経路と P 経路が脳を通って一次視覚野 (V1) まで伸びるときに、分離されたままであるためです。 そして、MTに入力を提供するV1の細胞は、M経路からのみ入力を受け取るようでした。 新しい結果は、これらの細胞が P 経路からも入力を受けていることを示しています。
キャロウェイらは狂犬病ウイルスに基づくシステムを使用し、その独特の感染特性により、神経回路をMTからV1に接続する個別のM細胞とP細胞まで逆に追跡することができた。 トランスシナプストレーシングとして知られるこの技術は、M 経路と P 経路が結合していることを示しました。 これらは、レイヤー 1 として知られる V6 領域の特殊なニューロン集団の MT 領域に入ります。これらのレイヤー 6 ニューロンは、次に MT 領域のニューロンと直接接続し、マージされた M 信号と P 信号をさらに処理するために転送します。 。
大学院生で共著者のナッシ氏はこう述べています。「私たちは、視覚系を研究するためのシナプス横断ウイルス追跡の使用を本当に開拓しています。すでに最初の研究と実験で、視覚系がどのように機能するのかを再考する必要があります。配線されています。」
科学者たちがこの回路を見落としていた理由の一部は、M 経路が急速な変化に対してより敏感であることが知られているためです。 キャロウェイ氏によると、歴史的には、「人々は速い動きの変化を検出することを考える傾向がありました。しかし、よりゆっくりと動いているものの動きも検出する必要があります。動きシステムに P 経路を追加することで、物の動きを確認できるようになります。」 M 経路が認識できないもの。」
P 経路が動作検出に重要となる例としては、砂を背景にカモフラージュされた、色付きのゆっくりと動くトカゲが挙げられます。 M 経路はトカゲを認識できませんが、P 経路はトカゲの色、細部、ゆっくりとした動きを検出します。
カリフォルニア州ラホーヤにあるソーク生物学研究所は、生命科学における基礎的な発見、人間の健康の改善、将来世代の研究者の育成に専念する独立非営利団体です。 ジョナス・ソーク医師は、1955 年にポリオ ワクチンによって難病のポリオをほぼ根絶しましたが、サンディエゴ市からの土地の贈与とマーチ オブ ダイムズの資金援助を受けて 1965 年に研究所を設立しました。
通信局
電話：（858）453-4100
press@salk.edu
