30Hzの同期的発火
地図分離
顔の認知
ヒト
脱同期発火
ウィルコクソン

Mb細胞を単離し、ホールセルパッチ法(Tachibana,1993; Kobayashi&Tachibana,1995; Kobayashi,1995)、膜容量測定・fura-2によるカルシウム・イメージング（Tachibana,1993; Kobayashi&Tachibana,1995; Kobayashi,1995）を行った研究成果、そしてグルタミン酸の放出をグルタミン酸受容体に富む網膜水平細胞をprobeとして用いて検出した研究成果をまとめた。

【結果】

　◆Ca電流後の[Ca]i変化
　　（Kobayashi&Tachibana,1995; Kobayashi,1995）
　　　・terminalで[Ca]i上昇（somaではほとんど変化せず）
　　　　　・刺激前は60nM以下
　　　　　・放出部位では100uM
　　　　　・細胞質では1uM
　　　　　・飽和する濃度あり
　　　・刺激終了後、[Ca]iは数secかけて徐々に減少
　　　・細胞外Ca ionophoreではterminal,somaともに[Ca]i上昇
　　　　　バッファー力に差があるわけではない
　◆チャネルの分布（Tachibana,1993）
　　　・L型Caチャネルは終末に局在
　　　・Na-Ca交換体（NaをTEAかLiに置換: Kobayashi&Tachibana,1995）
　　　・カルシウム・ポンプ（高pH8.4でポンプ阻害: Kobayashi&Tachibana,1995）
　◆放出に用いられるCaセンサーは低親Ca性
　　　・放出までは1ms以内の短い遅れ
　　　・Ca電流の終了後は顕著な非同期がない
　◆glu放出
　　　・rapid phasic mode
　　　・tonic mode
　　　　　・シナプス小胞のmultiple pools
　　　　　・シナプス小胞のcycling
　◆PKCの効果
　　　・シナプス小胞のプールサイズ上昇による放出量増大

結合問題と意識の研究はどちらも広範囲に分布する神経活動を一つに統合するメカニズムを必要とすると言う意味で同じ対象として考えることができることを、Crick and Koch (1990)と同じく、指摘した。

【内容】

　◆THE 40Hz HYPOTHESIS

　　・Treisman’s feature integration theory of attention
　　　　　(Treisman, 1988, 1996)
　　・Damasio’s(1989) theory of neural convergence zones
　　・同期発火(von der Malsburg &Schneider, 1986)
　　　　（Engel, Fries, Ko¨nig, Brecht, Singer, Sauve）
　　・ガンマ帯域周期的発火
　　　　（Singer,1994; Llinas&Pare,1996; Munk,Singer,1996）

Presenting recent evidence concerning the subcortical
gating of prefrontal and inferotemporal cortex activities, they hypothesize that a
selective, second-order ‘‘gating’’ is necessary to integrate such representations (and
filter out competing ones) to generate the stream of consciousness characterizing
working memory. Such binding of episodes extends well beyond the millisecond
cycles of 40Hz oscillations and may be reflected in subcortically driven, synchronous
oscillations below 10 Hz.
The variety of papers in this special issue on the binding problem highlights both
the rapid progress being made in accumulating empirical data on neural synchronization
and visual awareness and the fundamental theoretical disagreements as to what
sort of conclusions we should make on the basis of all these findings. Different researchers
do not agree on how convincing the empirical evidence for temporal binding
actually is. An even more fundamental problem is that the authors of this issue
do not even agree to what extent phenomenal consciousness is unified in the first
place. If the unity of consciousness is an illusion, as, e.g., Dennett (1991) argues,
then there is no binding problem to be solved. But even if one grants that argument,
at least the illusion of unity needs to be explained. Clearly, the articles and commentaries
presented in this special issue offer no ready solution to the binding problem.
It is our hope and belief, however, that at the very least they further our understanding
of what the problem consists of and how to address it at the different levels of description
and explanation involved

Crick, F., & Koch, C. (1990). Towards a neurobiological theory of consciousness. Seminars in The
Neurosciences, 2, 263–275.
Damasio, A. R. (1989). Time-locked multiregional retroactivation: A systems-level proposal for the
neural substrates of recall and recognition. Cognition, 33, 25–62.
Dennett, D. C. (1991). Consciousness explained. Boston: Little, Brown.
Ko¨hler, W. (1957). Psychologie und Naturwissenschaft. [reprinted and translated in M. Henle (1971)
(Ed.), The selected papers of Wolfgang Ko¨hler (pp. 252–273). New York: Liveright]
Llina´s, R., & Pare´, D. (1996). The brain as a closed system modulated by the senses. In R. Llinas &
P.S. Churchland (Eds.), The mind-brain continuum, (pp. 1–18). Cambridge, MA: MIT Press.Munk, M. H. J., Roelfsema, P. R., Ko¨ nig, P., Engel, A. K. & Singer, W. (1996). Role of reticular
activation in the modulation of intracortical synchronization. Science, 272, 271–274.
Singer, W. (1994). The organization of sensory motor representations in the neocortex: A hypothesis
based on temporal coding. In C. Umilta & M. Moscovitch (Eds.), Attention and performance XV:
Conscious and nonconscious information processing (pp. 77–107). Cambridge, MA: MIT Press.
Treisman, A. (1988). Features and objects: The Fourteenth Bartlett Memorial Lecture. The Quarterly
Journal of Experimental Psychology, 40A, 201–237.
Treisman, A. (1996). The binding problem. Current Opinion in Neurobiology, 6, 171–178.
Von der Malsburg, C. (1995). Binding in models of perception and brain function. Current Opinion in
Neurobiology, 5(4), 520–526.
von der Malsburg, C., & Schneider, W. (1986). A neural cocktail-party processor. Biological Cybernetics
54, 29–40.

シナプス・リボンの長い脱分極に対する持続的高確率の放出の機構を明らかにするため、単離細胞で膜容量計測したところ、[Ca]iが、EGTAではっきりと分離できる2つの機構で、放出可能なシナプス小胞の量を調節していることを示した。

【方法】

　◆標本
　　　・キンギョ単離Mb細胞(Burrone&Lagnado,1997)
　◆記録
　　　・perforated patch technique（-70mVに膜電位固定法）
　　　・膜容量測定
　　　　　・piecewise linear method (Neher&Marty,1982; Neves&Lagnado,1999)
　　　　　　　50mV peak-to-peak, 2kHz
　　　　　　　capacitance dither（100fF）で位相決定(Gillis,1995)
　　　　　　　刺激20ms前までと刺激20ms後からの平均(50–300msec)の差
　◆溶液
　　　・細胞外液
　　　　　　120 NaCl, 2.5 CaCl2 , 2.5 KCl, 1 MgCl2, 10 glucose
　　　　　　10 HEPES（pH 7.3）
　　　・細胞内液
　　　　　　110 Cs-gluconate, 4 MgCl2, 3 Na2ATP, 1 Na2GTP, 10 TEACl
　　　　　　0.4 BAPTA, 20 HEPES
　　　　　　250 mg/ml nystatin (260 mOsm/l, pH 7.2)
　　　・EGTA溶液
　　　　　　0.1 / 0.2mM EGTA-AM(0.1% DMSO; Molecular Probes) 15–20 min

【結果】

　◆刺激
　　　emptying stimulus（-70 to 0mV脱分極, 20ms）
　　　　　異なる長さの刺激の後にRRP枯渇させてプールサイズ推定
　　　　　・45fF（1700小胞）
　　　　　　　　26aF/小胞（Neves&Lagnado,1999）
　　　　　・RRPの放出時定数2-4ms（10msくらいでほとんど枯渇）

　◆20ms脱分極(-70 to 0mV)で枯渇後のRRP refilling
　　　・初め30% refill: tau=0.64sec
　　　・残り70% refill: tau=31sec
　　　　　・枯渇後、500ms脱分極刺激でrefill速まる
　　　　　　　・EGTA-AMで阻害

　◆[Ca]iの機能
　　○1st機構
　　　　貯蔵poolからRRPへのrefillを促す
　　○2nd機構
　　　　cytoplasmから貯蔵pool（3500小胞）へのrecruitmentを促す
　　　　3500小胞という数は、リボンにくっつける数に近い
　　　　　（貯蔵poolはリボンに存在）

【文献】

　◆一過性放出と持続性放出
　　　・[Ca]i 1mMで持続性放出（Continuous vesicle cycling in the synaptic terminal of retinal bipolar cells; Continuous and transient vesicle cycling at a ribbon synapse）
　　　　　　RRP refillはこうした低[Ca]iで生じるから持続性放出の源かも
　　　・ほかの細胞
　　　　　・Short-term synaptic plasticity
　　　　　・A quantitative measurement of the dependence of short-term synaptic enhancement on pre-synaptic residual calcium
　　　　　・Two components of transmitter release at a central synapse
　　　　　・マウス培養海馬細胞(Synaptotagmin I: a major Ca2+ sensor for transmitter release at a central synapse)
　　　　　　　　synaptotagmin I阻害でsynchronous成分のみ阻害
　◆1st component放出
　　　・高[Ca]i必要
　　　　　・半最大 200uM Ca(Calcium dependence of the rate of exocytosis in a synaptic terminal)
　　　・2種類のIRP
　　　　　・state 1: 放出に高親和性センサーに結合する低[Ca]i必要
　　　　　・state 2: 放出に低親和性センサーに結合する高[Ca]i必要
　◆refill
　　　・ATP必要(Adenosine triphosphate and the late steps in calcium-dependent exocytosis at a ribbon synapse)

マウスのクロマフィン細胞in situで脱分極とcaged Caのflash phorolysisの放出量を比較した結果、どちらも同じRRPを共有していて、カルシウム・チャネルからの距離によって2つの成分が存在するにすぎなず、動的平衡状態にあるintermediate poolはRRPの枯渇後の速い復活を可能にしていると考えられた。

【結果】

NP-EGTA前後で膜容量測定・Fura-2 or Furaptra蛍光測定
PPDでfast, slowのプールサイズ推定(Gillis et al. 1996)

　◆RRP
　　　急速に[Ca]i 20uMまで上昇させると30/sで放出
　　　　　exocytic burstに対応
　　　PMAで数50%上昇
　◆IRP
　　　35小胞のIRPは短時間脱分極で150/s
　　　IRPはRRPの一部
　　　　　PMAでRRP同様数50%上昇
　　　　　recoveryはRRPと同程度(Moser and Neher 1997b)
　　　　　光uncagingで一様に[Ca]i上昇させるとIRPのような波形ない
　　　　　　　ただ25%を占めるのみ
　　　・[Ca]iと放出率3乗なら(Heinemann et al. 1993)
　　　　　脱分極による局所Ca2+濃度は35uMだろう
　◆slow
　　　持続刺激や連続刺激で105小胞を5/sで持続的放出
　　　　　5–10uMだろう
　　　　　　生理的濃度([24][16])
　◆仮説
　　　・homogenous population of equally fusion-competent vesicles
　　　　　ただCa流入部位からの位置が違うだけ
　　　・two biochemically and/or morphologically distinct vesicle pools
　　　　　放出率が異なる
　　　　　putative Ca2+ sensor synaptotagminのdifferent isoforms
　　　　　　　(Geppert,1994)

【】

　◆細胞内Ca濃度
　　　・空間的に一様ではない（Neher 1998)
　　　　　マイクロドメイン（<10–20nm）
　　　　　　　最大Ca濃度は、>100–200nmの100倍以上
　　　　　複数のチャネル([29] and [30])
　　　・[Ca]iと分泌率の関係3-4乗([2], [9] and [11])
　　　　　近いやつは数倍速いはず
　◆脱分極依存分泌のtwo kinetic components
　　　([28], [6], [13], [14], [17], [20], [32]、[33], [41] and [44])
　　　・a fast phasic component
　　　　　Ca流入とhighly同期
　　　・遅い持続性成分
　◆仮説
　　・IRP成分と、reserve poolからの移動成分
　　・カルシウム・チャネルからの距離が異なる
　　・異なる性質の小胞
　◆readily releasable pool (RRP)
　　　140 equally fusion-competent vesicles
　　　fastとslowできる
　　　25%が短い脱分極でも放出されるCaチャネル近傍
　　　残りは持続・連続刺激で放出なので遠いのでは
　◆貯蔵プール
　　　動的にRRPと平衡状態で枯渇後は急速にresupply