β2-microglobulinノックアウトマウスにおける視覚能力の行動評価  [in Japanese] Behavioral assessment of the visual ability of β2-microglobulin knockout mice  [in Japanese]

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Author(s)

    • 新保 彰大 Shimbo Akihiro
    • 慶應義塾大学社会学研究科心理学専攻 Graduate School of Human Relations, Department of Psychology, Keio University
    • 垣谷 司 Kakitani Tukasa
    • 慶應義塾大学社会学研究科心理学専攻 Graduate School of Human Relations, Department of Psychology, Keio University
    • 伊藤 功 Ito Isao
    • 九州大学理学研究院生物科学部門 Department of Biology, Faculty of Science, Kyushu University

Abstract

<p> 脳の左右非対称性は、巨視的な解剖レベルだけでなく微視的な神経回路レベルでも認められている。しかし、その一例である、マウスの海馬CA3からCA1へのシナプス入力における左右非対称性が認知機能にどのような影響を与えているのかは明らかになっていない。この問題に答えるためには、この左右非対称性が消失している系統を用いた行動実験による検討が必要不可欠である。実際、海馬神経回路における左右非対称性が消失した系統であるβ2-microglobulinノックアウト(β2mKO)マウスは認知機能に障害があることが報告されている。しかし、β2mKOマウスでは、発達段階において外側膝状体における視神経の結合の精緻化に障害が生じているため、視覚能力の異常が認知課題の遂行の障害を引き起こしている可能性がある。そこで、本研究は、β2mKOマウスの視覚能力を明らかにするために、精神物理学的測定法を用いてβ2mKOマウスの視力と明るさ知覚について検討した。その結果、β2mKOマウスは対照群であるC57BL/6Jマウスとの間に、視力および明るさ知覚において明確な違いは認められなかった。つまり、これらの結果は、先行研究で報告された認知機能の異常は、対照群とβ2mKOマウス間の視力の差で生じたのではなく、β2mKOマウスにおける海馬神経回路レベルの左右非対称性の消失によって生じた可能性が高いことを示している。</p>

<p>The left-right asymmetry has been demonstrated in the mouse hippocampal CA3-CA1 connection not only at a gross anatomical level but also at the molecular level. N-methyl-D-aspartate receptor 2B (NR2B) subunits in the apical and basal synapses of CA1 pyramidal cells showed asymmetrical distribution depending on whether the input from CA3 pyramidal cells originated from the left or the right hemisphere. Although the contribution of hippocampal asymmetry to cognitive functions has not been understood yet, β2-microglobulin knockout (β2m KO) mice showed both cognitive deficits and lack of hippocampal asymmetry. However, β2m KO mice also displayed deficits in the visual nerve activity-dependent refinement at the developing lateral geniculate nucleus. Therefore, this abnormal visual nerve refinement may have caused visual impairments and, consequently, cognitive deficits in β2m KO mice. Indeed, many rodent cognitive tasks rely on visuospatial cues. To evaluate the visual ability of β2m KO mice precisely, we focused on two different visual components, namely their grating acuity and brightness perception. Then, we compared the performances of β2m KO and C57BL/6J wild-type (WT) mice on two psychophysical tasks: the stripe discrimination task for grating acuity, and the brightness discrimination task for brightness perception. Our findings indicated that although the results of the brightness discrimination task contains indefinite points, the results of the grating acuity test are comparable between β2m KO and WT mice. Therefore, the cognitive deficits that previous studies reported were not caused by a difference of grating acuity between the two strains, but rather by the lack of hippocampal asymmetry in β2m KO mice.</p>

Journal

  • Japanese Journal of Cognitive Neuroscience

    Japanese Journal of Cognitive Neuroscience 20(1), 44-52, 2018

    Japanese Society of Cognitive Neuroscience

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