ラット視覚野・聴覚野に隣接する高次領野を介した視聴覚連合機構の解析

• Project/Area Number: 14780600
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 菱田 竜一 新潟大学, 脳研究所, 助手 (90313551)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: ラット / スライス / 41野 / 20野 / 可塑性 / 感覚遮断 / 感受性期 / フラビン蛍光イメージング法 / 36野 / 39野 / 18a野 / 領野の同定 / イボテン酸 / local perfusion法 / axon collateral

Research Abstract

感覚刺激の遮断という方法を用いて、領野間機能的結合の可塑的性質について研究を進めた。
1.蝸牛破壊によって聴覚を遮断したラットの作製
一次聴覚野と周辺高次領野との領野間機能的結合の感受性期を調べるため、幼弱期(生後10日)および成熟期(生後28日)に蝸牛を手術により物理的に破壊したラットを作製した。さらに、比較検討のため、生後10日から28日にかけて、ストレプトマイシンを過剰投与して薬理的に蝸牛機能を破壊したラットも作製した。
2.蝸牛破壊ラットから調整した大脳スライスを使った解析
41野と20野との領野間機能的結合について、フラビン蛍光イメージング法により解析した。
(1)「41野→20野」方向の機能的結合
領野間境界付近での神経伝達は、幼弱期の蝸牛破壊により有意に減少した。成熟期での蝸牛破壊や、幼弱期から成熟期にかけての薬理的蝸牛破壊では、減少は見られなかった。また、41野の中心付近から20野までの遠距離の興奮伝播も、ほぼ同様の結果であった。
これらから、「41野→20野」方向の機能的結合は、感覚刺激の有無により可塑的に変化し、その感受性期は幼弱期であることがわかった。
(2)「20野→41野」方向の機能的結合
領野間境界付近での神経伝達を解析した。幼弱期のみならず、成熟期での蝸牛破壊により、有意に減少した。つまり、「20野→41野」方向の機能的結合は、その感受性期は幼弱期に限られず、成熟期においても可塑的性質を保持していることが明らかになった。
以上により、領野間機能的結合は可塑的に変化しうる結合であり、また、各々の結合には固有の感受性期があるとの結論を得た。

Research Products

• [Journal Article] Flavoprotein autofluorescence (2004)
  • Author(s): Katsuei Shibuki
  • Journal Title: Physiology News 54 Pages: 18-19
• [Journal Article] Activity-dependent persisting modification of polysynaptic neural circuits involving layer V pyramidal neurons in rat auditory cortex in vitro (2004)
  • Author(s): Hiroki Kitaura
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 19 Pages: 356-364
• [Journal Article] Short-term plasticity visualized with flavoprotein autofluorescence in the somatosensory cortex of anesthetized rats (2004)
  • Author(s): Hiroatsu Murakaki
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 19 Pages: 1352-1360
• [Journal Article] Anisotropic functional connections between the auditory cortex and area 18a in rat cerebral slices (2003)
  • Author(s): Ryuichi Hishida
  • Journal Title: Neuroscience Research 46 Pages: 171-182
  • NAID: 50000861636
• [Journal Article] Dynamic imaging of somatosensory cortical activity in the rat visualized by flavoprotein autofluorescence (2003)
  • Author(s): Katsuei Shibuki
  • Journal Title: The Journal of Physiology 549.3 Pages: 919-927
• [Publications] Ryuichi Hishida: "Anisotropic functional connections between the auditory cortex and area 18a in rat cerebral slices"Neuroscience Research. 46. 171-182 (2003)
• [Publications] Katsuei Shibuki: "Dynamic imaging of somatosensory cortical activity in the rat visualized by flavoprotein autofluorescence"The Journal of Physiology. 549.3. 919-927 (2003)
• [Publications] Katsuei Shibuki: "Flavoprotein autofluorescence"Physiology News. 54. 18-19 (2004)
• [Publications] Hiroki Kitaura: "Activity -dependent persisting modification of polysynaptic neural circuits involving layer V pyramidal neurons in rat auditory cortex in vitro"European Journal of Neuroscience. 19. 356-364 (2004)
• [Publications] Hiroatsu Murakaki: "Short-term plasticity visualized with flavoprotein autofluorescence in the somatosensory cortex of anesthetized rats"European Journal of Neuroscience. 19. 1352-1360 (2004)
• [Publications] Ryuichi Hishida: "Anisotropic functional connections between the auditory cortex and area 18a in rat cerebral slices"Neuroscience Research. (in press). (2003)