多電極記録と神経線維再構築による急速眼球運動における上丘と小脳の機能相関の研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680761
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 杉原 泉 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (60187656)
• Keywords: 下オリーブ核 / 小脳 / ビオチン化デキストランアミン / 苔状線維 / 登上線維 / プルキンエ細胞 / 上丘 / 多電極記録

Research Abstract

1.本年度は、主として、ラットを用いて上丘-小脳間の神経経路に関する解剖学的研究を行った。小脳では、主として上丘からの入力を受けると言われている小脳虫部の第6・7葉、及びその他の部位において、主要な入力線維である苔状線維と登上線維及び、出力線維であるプルキンエ細胞の軸索の単一軸索形態の詳細を、ビオチン化デキストランアミン(BDA)による順行性標識によって明らかにした(研究発表の3と4)。単一登上線維は、小脳内で数本の太い枝と多数の細い枝を出し、太い枝は登上線維としてプルキンエ細胞に終止し(研究発表の1)、細い枝はその軸索側枝として小脳核と小脳皮質顆粒層に終止した。それらの枝は、小脳皮質において、縦方向の細い縦ゾーン内の1〜2個のセグメント状の領域に投射した。下オリーブ核内部の微小な範囲に存在するニューロンは、共通のセグメントに投射し、やや離れたニューロンは、同じ縦ゾーン内の異なるセグメントに投射していた。これは、小脳皮質のゾーン構造内の機能的区分を示唆する(研究発表の5)。
2.上丘から、下オリーブ核を経て小脳に投射する経路について、順行性標識法により単一軸索の形態について解析した。上丘から下オリーブへの投射軸索は、下オリーブの内側副核の尾側・内側に投射し、かつ、1本の軸索の投射範囲は、吻尾側方向に細長く限局していた。これは、下オリーブ核内の細かい機能区分を示唆する。上丘-下オリーブ投射と下オリーブ-小脳投射の特徴を合わせてみると、上丘の中の小さい範囲の出力細胞が、対側の下オリーブ核の微細範囲に投射し、さらに上丘と同側の小脳皮質の少数本のゾーン状範囲に投射するという、機能的部位対応が示唆される(投稿準備中)。今後は、解剖学的実験と多電極記録法によって上丘-小脳間の神経経路の機能構築を更に検討する。

Research Products

• [Publications] Sugihara,I.: "Olivocerebellar climbing fibers in the granuloprival cerebellum : morphological study of individual axonal projections in the X-irradiated rat."Journal of Neuroscience. 20(10). 3745-3760 (2000)
• [Publications] Sugihara,I.: "Efferent innervation in the goldfish saccule examined by acetylcholinesterase histochemistry."Hearing Research. 153(1-2). 91-99 (2001)
• [Publications] Shinoda Y.: "The entire trajectory of single climbing and mossy fibers in the cerebellar nuclei and cortex."Progress in Brain Research. 124. 173-186 (2000)
• [Publications] 杉原泉: "登上線維系と苔状線維系の単一軸索の投射様式と小脳機能."神経研究の進歩. 44(5). 700-712 (2000)
• [Publications] Sugihara,I.: "Basic spatial arrangement of the olivocerebellar projection in the rat cerebellar cortex."Neuroscience Research. Suppl.24. S22 (2000)