ネコEER(electrically evoked response)の基礎的研究:17野皮質における電流源密度解析

Abstract

Analysis of Electrically Evoked Response (EER) can revealed neurotic response near electrodes. In this study, EER was recorded in area 17 and 18 of a cat cortex, and analyzed by the Current Source Density (CSD) analysis. In CSD analysis, sink of extracellular current corresponds to inward current on cell membranes, and source, to outward current. In addition, the sink also reflects excitation of postsynaptic potential. The Multiple Unit Activity (MUA) which is determined by adding action potential values in neurons indicates high neuron activity sites where MUA occurs in concert with sink. From results of this study, three negative waves were observed in the field potential. One wave later than 20 ms (N3) was consisted of two components which is considered to be postsynaptic and multi-synaptic potential generated in the cortex. The other two waves observed earlier than 20 ms (N1 and N2) disappeared in CSD analysis, so that they are considered to be far field potential. It was suggested that N3 may reflect local cortex activity, especially pyramidal layer of the cortex. Therefore, N3 may originated from the apical dendrites in the pyramidal layer.

ネコ17、18野皮質において角膜電気刺激に対する単一細胞の反応特性を検討した前回の研究結果をふまえて、誘発電位研究と単一細胞研究との橋渡しするとされる電流源密度解析を今回の研究で行い、ネコ角膜電気刺激大脳誘発電位(EER)の各成分の意義について解明した。刺激強度10mA、刺激時間100〜400μsで刺激を行ったところ、両眼角膜電気刺激で8ms以降の潜時の陰性波N1、2、3、陽性波P1、2が認められ、field potentialにおいて刺激時間200μsで上顆粒層でN3に対応する陰性波が顕著に認められ、400μsではこの陰性波が2つの成分より構成されていることがわかった。N1-P1複合波、N2-P2複合波も振幅を増加させていた。電流源密度(CSD)では100μsで上顆粒層にわずかにシンクが認められ、200μsで30〜40msでピークのあるシンクの棘波が主に2-4に、400μsではなだらかなシンクがどの層でも認められた。また400μsで10〜20msのソースが各層でも認められた。また刺激時間200μsでfield potenntial、CSDに多重ユニット活性(MUA)を加えて解析した例では、500Hzでハイパスフィルタをかけ、全波整流したうえで加算した結果、4層のみで30〜40ms内にMUAが認められた。今回の結果から20ms以降のシンクはN3に関与していると考えられるので、N3は皮質内起源の電位で後シナプス、多シナプス成分であることがわかる。N3は皮質の局所的活動を反映し、特に4層上部から上顆粒層のシンクが波の構成に大きく関与していて、解剖学事実よりも錐体細胞の樹状突起がその発生源であることが示された。