pooneilの脳科学論文コメント

■ ガヤScience article論文

速報。公開されてる。 おめでとう。
"Synfire Chains and Cortical Songs: Temporal Modules of Cortical Activity." ガヤ and Yusteラボ @ Columbia University。
Sliceの一個のニューロンからwhole-cell patchでspontaを記録すると、EPSC数個の時間的パターンが、msオーダーの正確さで繰り返される。これが前半部。さらにtwo-photonでsliceのCa transient (spikeまたはburstのonset)を同時記録（たとえば800個）すると、あるニューロンの活動から遅れて次のニューロンが活動し、また遅れて別のニューロンが活動する、といったsequenceが正確なタイミングで再び繰り返されるのを見出した。さらにこのようなsequenceのいくつかが同じ順番で繰り返される高次の構造"cortical song"を見出した。
ニューロンの活動を音で置き換えてみたり、タイトルのcortical songや繰り返されるmotif、といった言葉の使い方も遊び心がある。Synfire chainとcortical songがSCとCSで逆なのは偶然か*1。Cortical songが収縮して繰り返されるところもフーガのようですばらしい、と言いたいところだが、sequence自体は収縮しないのであった。というあたりで充分楽しませてもらった。論文のpdfとsupplementのpdfとでタイトルが違ってるあたりにrevise時の混乱が垣間見れる、とか余計なネタを入れてみたり。
ガヤ論文に関する私の論点は以下の通り。

1. 内容がおもしろいか。 これは文句なしに面白い。一見ランダムなスパイク列が他のニューロンとの関係によってある種の時空間的構造として捉えられる、というのはすばらしい。究極的には、無駄なスパイクなんて一つもない、というところまで行くのではないかという期待が持てる。
2. データは信頼性があるか。 どんな論文でも免れないが、いくつか問題があると思う。これに関しては明日。
3. 解析は妥当性があるか。 個々の解析が非常にunconventionalで、わかりづらい。本当にそれらが最適な手法であるのか、あれだけの記述では充分に説明されていない。
4. データは主張とconsistentに構成されているか。 前半のintraと後半のCa imagingで見てるものが違う点については、正直かなり苦しい、というか二つの仕事を無理やりくっつけたように見える。後半のデータへの信頼性を前半のイントラで押さえるという意味ではほんの少し記載があった二本刺しのintraのデータがもっと充実してあるべきだったようにも思う。
5. タイトルどおり、Synfire chainとの関連はあるか。 AbelesがJNP '93についてsynfire chainと言っているかぎりにおいてsynfire chainと言っていいかなと考えた。
6. Mao BQのNeuron '01やCossart RのNature '03とくらべてどう新しいか。二つのpaperはsynchronyを注目しているが、Science論文は複数のニューロンが繰り返し同期発火するのを時間遅れを考慮したものに重きをおいている。そして、収縮する"cortical song"。ゆえにこのへんの解析の妥当性が重要となる。
7. AbelesのJNP '88やJNP '93とくらべてどう新しいか。 Abelesがmultielectrodeで記録したたかだか10個くらいのニューロンでかろうじて出したrepeating tripletなどの可能性を同時に800個とか記録することでより説得力強く再現して見せた。Abelesが喜ぶのは間違いない。本質的にはAbelesのと違ってないとも言えるわけだが。
8. Functional significance。 これはもう、ガヤ日記の引用でAbelesが言っているとおり。押さえる必要のあることの一つはガヤが現在やってるとおり、予測可能性があることを示すこと。もう一つは、無理だけれども、あるsequenceのみを選択的に阻害してやって行動に変化が起こるか調べること。(Laurentの話で発火頻度を変えずにoscillationだけ阻害する話があったが、そんな感じ。）偉そうなことを言えば、ガヤは正しい道を行ってると思った。

あと二日分くらいつづく。

*1：私は"Lucy in the sky with diamond"みたいな言葉遊びをやってみたいと思うことがある。