我們使用眼睛、手、耳朵等各種各樣的感覺器官來感知資訊。 視覺資訊是位於後腦的視覺區,觸覺(體性感)是位於頭頂部的體性感覺區,聽覺資訊是位於顳部的聽覺區,諸如此類,資訊主要由各個「專門部位」進行資訊處理。 那麼,失明的人視覺野會變得不起作用嗎?事實並非如此。 失去視覺資訊的視覺皮層會轉而處理其他類型的感覺資訊,即聽覺和身體感覺資訊,從而產生聽覺和觸覺變得敏銳的「異種感覺間可塑性」現象。 但此前有關這種現象的詳細機制尚未明確。
名古屋大學研究生院醫學系研究科的和氣弘明教授領導的研究團隊着眼於腦内膠質細胞的一種——小膠質細胞(microglia),以小鼠爲物件,使用雙光量子生物成像、電子顯微鏡、電生理、分子生物遺傳學等多種研究方法,明確了部分的機制。
研究人員使用正常小鼠和出生後兩週剛睜眼不久單眼被阻斷的小鼠進行對比實驗。當視覺被阻斷,透過小膠質細胞去除抑制性突觸後,觀察到高級視覺皮層的神經細胞獲得了對鬍鬚刺激的反應功能。
研究發現,當小鼠出生後不久就失去視覺功能時,高級視覺皮層的神經細胞會對鬍鬚的觸覺刺激做出反應,隨之鬍鬚的觸覺功能也會相應提高。這種現象是由於高級視覺皮層中的小膠質細胞產生溶解細胞外基質酶,剝離抑制性突觸,從而解除從體感皮層到高級視覺皮層的傳遞通路的抑制系統後而出現。
本次研究闡明瞭高級視覺皮層在視覺失落後存在的大腦代償系統以及小膠質細胞的調節功能。由此,發現了一種可能與大腦中多種感覺資訊的整合和辨別相關的新機制。(TEXT:片柳一之)
原文:JSTnews 2023年7月號
翻譯:JST客觀日本編輯部