光学的計測法と多点時空間刺激法による大脳皮質ネットワーク情報処理の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650457
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 窪田 道典 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (30186457)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 郁雄 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (60014255)
• Keywords: 光学的計測 / 大脳皮質聴覚野 / 時空間パターン / 水平方向伝播 / 電位感受性色素 / 脳スライス標本

Research Abstract

大脳皮質聴覚野のスライス標本に光学的計測法を適用し、興奮伝播の時空間パターンを調べた。ラット大脳皮質よりマイクロスライサ-を用いて、皮質聴覚野の薄いスライス標本(厚さ400μm)を前額断に切り出し、電位感受性色素であるRH482(NK3630)で染色した(0.1mg/ml,15分)。倒立型顕微鏡に設置した記録用チェンバーにスライス標本に入れ、刺激電極を白質と皮質第6層の境界に置き電気刺激を行い、700±30nmの干渉フィルターを通した光を標本に照射し記録を行った。光学的計測装置には、128×128チャンネルのイメージセンサーを用い、0.6ms毎に記録し、16回加算平均を行った。
白質と第6層の境界を刺激すると、興奮は脳表面に向かう層を横切る方向と、第5・6層に沿う水平方向に拡がった。脳表面に向かった興奮は、第2・3層に達すると、振幅が増大し、この層に沿って時間と共に大きく拡がった。この水平方向への興奮の伝播は、大脳皮質の主要な興奮性伝達物質であるグルタミン酸のレセプターのうちの、non-NMDA型レセプターの桔抗剤であるCNQXによってブロックされたが、NMDA型のレセプターの桔抗剤であるD-AP5によってはブロックされなかった。
従って、大脳皮質聴覚野においては、第2・3層における興奮が特に強く、水平方向に時間と共に広く拡がることが分かった。この皮質聴覚野における水平方向の活動の拡がりは、皮質視覚野における水平方向の拡がりよりも約2倍大きかった。

Research Products

• [Publications] Kubota,M.: "Optical recordings of spatio-temporal patterns of excitation in the rat auditory cortex in slice preparations" Neuroscience Research. Supplement 21. S216-S216 (1997)
• [Publications] Kubota,M.: "Optical imaging of dynamic horizontal spread of excitation in rat auditory cortex slices" Neuroscience Letters. 237・2-3. 77-80 (1997)