網膜発達における網膜波の役割とシナプスの正常化

猫の網膜形成経路の出生前発達は、網膜活動の自発波によって駆動される活動依存のメカニズムを含むと考えられています。背側横方向の膝状核（LGN）の2つの眼特異的層への分離時のこれらの波の役割と、網膜マッピングの開発は、以前にコンピューターモデルで調査されています。このモデルを使用して、網膜発達の3つの側面を調べます。まず、ネットワーク全体を横切る視覚空間の投影列へのマッピングは、猫に見られるマッピングに似ていることが示されています。第二に、モデルのシンプルさにより、シナプス正規化の異なる形態が発達にどのように影響するかを探ることができます。眼の支配の以前のほとんどのモデルと比較して、減点後の正常化は冗長であり、分裂前シナプスの正常化が正常な発達に十分であることがわかります。第三に、モデルは、片方の目が他の目と比較して波を生成することが多いほど、より多くのLGNユニットがより活性な目に単眼に反応すると予測しています。片方の目が波を生成しない場合、その目はLGNから完全に切断され、非除去目がすべてのLGNを神経支配することができます。したがって、通常の網膜発達の会計と同様に、このモデルは、実験的にテストできる異常な条件下での発達も予測します。

The prenatal development of the cat retinogeniculate pathway is thought to involve activity-dependent mechanisms driven by spontaneous waves of retinal activity. The role of these waves upon the segregation of the dorsal lateral geniculate nucleus (LGN) into two eye-specific layers and the development of retinotopic mappings have previously been investigated in a computer model. Using this model, we examine three aspects of retinogeniculate development. First, the mapping of visual space across the whole network into projection columns is shown to be similar to the mapping found in the cat. Second, the simplicity of the model allows us to explore how different forms of synaptic normalization affect development. In comparison to most previous models of ocular dominance, we find that subtractive postsynaptic normalization is redundant and divisive presynaptic normalization is sufficient for normal development. Third, the model predicts that the more often one eye generates waves relative to the other eye, the more LGN units will monocularly respond to the more active eye. In the limit when one eye does not generate any waves, that eye totally disconnects from the LGN allowing the non-deprived eye to innervate all of the LGN. Thus, as well as accounting for normal retinogeniculate development, the model also predicts development under abnormal conditions which can be experimentally tested.