2000 Fiscal Year Annual Research Report

光学計測による神経系の複雑適合系に関する研究

Research Project

Project/Area Number	11694252
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	酒井哲郎東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (40153845)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤勝重東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (80291342) 佐藤容子東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (70251501)
Keywords	複雑系 / 自律分散システム / 膜電位感受性色素 / 光学的計測法 / イメージング / 鶏胚 / ラット / 神経系
Research Abstract	中枢神経系、あるいはそれに類する神経系の動作機構は、単純な集約的制御システムとして作動としているだけでなく、ダイナミックな複雑系であり、自己組織化されたシステムであることを意味している。そこで、本協同研究は、そのような神経系の作動機構を"複雑適合性"という視点からアプローチすることを目的として実施され、次のような成果が得られた。1)延髄における迷走神経、舌咽神経応答のパターン形成に関する研究:鶏胚、ラット胎仔から摘出した脳幹を用いて、迷走神経や舌咽神経を電気的に刺激すると孤束核や運動神経核に対応する領域にニューロン応答が誘発される。そのニューロン応答の空間的・時間的パターンは刺激条件によって変化し、分散性があることが認められた。例えば、孤束核は、迷走神経や舌咽神経刺激の強さや頻度に応じて異なった空間的・時間的パターンを示した。これは、孤束核内の情報処理が集約的機構というよりも、むしろ分散的機構によって遂行されていることを示唆している。このことから、呼吸や循環系から入る入力に応じて、孤束核内では分散処理が行われ、それが、さらに呼吸中枢や循環中枢で分散処理されると考えられた。2)脊髄ニューロン回路の機能的形成:鶏胚脊髄から摘出したスライス標本で、脊髄神経を電気刺激することによってニューロン活動を光学的シグナルとして記録して、脊髄反射に関与する神経回路の機能的形成過程を明らかにすることに成功した。そこでも、ニューロン応答に分散性があることが示される。3)ラット体性感覚野におけるbarrel応答に関する研究:ラットのヒゲを機械的に刺激し、体性感覚野に誘発される内因性の光学的変化の計測によって、barrelのニューロン応答パターンの解析を行った。barrel応答のパターンは固定的なものでなく、同じ刺激条件に対してもtrialミtoミtrial variationsがみられ、ある範囲内で、非再現性現象とも云えるような結果が得られた。これは、barrel応答には自由度があり、入力情報を分散処理している可能性を示すものである。

Research Products
(14 results)

All Other

All Publications (14 results)

[Publications] Tanaka et al.: "Physiological consistency in trial-to-trial variation in intrinsic-optical responses to single-whisker movement in the rat D1-barrel cortex."Neuroscience Research. 36. 193-207 (2000)
[Publications] Sato et al.: "Optical detection of embryogenetic expression of vagal excitability in the rat brain stem."Neuroreport. 11. 3579-3763 (2000)
[Publications] Sato et al.: "Optical responses to micro-application of GABA agonists in the embryonic chick brain stem."Neuroreport. 12. 95-98 (2001)
[Publications] Momose-Sato et al.: "Optical approaches to embryonic development of neural function in the brainstem."Progress in Neurobiology. 63. 151-197 (2001)
[Publications] Momose-Sato et al.: "Spreading depolarization waves triggered by vagal stimulation in the embryonic chick brain : optical evidence for intercellular communication in the developing CNS."Neuroscience. 102. 245-462 (2001)
[Publications] Mochida et al.: "Multiple-site optical recording reveals embryonic or ganization of synaptic networks in the chick spinal cord."European Journal of Neuroscience. (in press). (2001)
[Publications] Yazawa et al.: "Developmental changes in trial-to-trial variations in whisker barrel responses studied using intrinsic optical imaging : Comparison between normal and de-whiskered rats."Journal of Neurophysiology. (in press). (2001)
[Publications] Mochida et al.: "Effects of anisomycin on LTP in the hippocampal CAI : Long-term analysis using optical recording."Neuroreport. (in press). (2001)
[Publications] 佐々木真一他: "内因性光学イメージングを用いたin vivoラット脊髄神経活動のモニタリング"脊髄電気診断学. 22. 32-35 (2000)
[Publications] 佐々木真一他: "末梢神経刺激により脊髄に誘発されたニューロン応答の内因性光学イメージング"脊髄電気診断学. 23(in press). (2001)
[Publications] 佐藤勝重: "細胞電気活動の光学的計測法-いかにして真のシグナルとノイズを見分けるか-"日本生理学雑誌. 62. 275-278 (2000)
[Publications] 佐藤容子他: "自律神経系の機能的解析における光学的計測法の適用"自律神経. (in press). (2001)
[Publications] 大野喜久郎他: "脳神経外科の最前線NO.2 21世紀の新領域とニューテクノロジー"先端医療技術研究所. 472 (2000)
[Publications] 佐藤勝重: "ブレインサイエンス・レビュー2001"医学書院(in press). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

光学計測による神経系の複雑適合系に関する研究

Principal Investigator

酒井 哲郎 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (40153845)

Research Products

[Publications] Tanaka et al.: "Physiological consistency in trial-to-trial variation in intrinsic-optical responses to single-whisker movement in the rat D1-barrel cortex."Neuroscience Research. 36. 193-207 (2000)

[Publications] Sato et al.: "Optical detection of embryogenetic expression of vagal excitability in the rat brain stem."Neuroreport. 11. 3579-3763 (2000)

[Publications] Sato et al.: "Optical responses to micro-application of GABA agonists in the embryonic chick brain stem."Neuroreport. 12. 95-98 (2001)

[Publications] Momose-Sato et al.: "Optical approaches to embryonic development of neural function in the brainstem."Progress in Neurobiology. 63. 151-197 (2001)

[Publications] Momose-Sato et al.: "Spreading depolarization waves triggered by vagal stimulation in the embryonic chick brain : optical evidence for intercellular communication in the developing CNS."Neuroscience. 102. 245-462 (2001)

[Publications] Mochida et al.: "Multiple-site optical recording reveals embryonic or ganization of synaptic networks in the chick spinal cord."European Journal of Neuroscience. (in press). (2001)

[Publications] Yazawa et al.: "Developmental changes in trial-to-trial variations in whisker barrel responses studied using intrinsic optical imaging : Comparison between normal and de-whiskered rats."Journal of Neurophysiology. (in press). (2001)

[Publications] Mochida et al.: "Effects of anisomycin on LTP in the hippocampal CAI : Long-term analysis using optical recording."Neuroreport. (in press). (2001)

[Publications] 佐々木真一 他: "内因性光学イメージングを用いたin vivoラット脊髄神経活動のモニタリング"脊髄電気診断学. 22. 32-35 (2000)

[Publications] 佐々木真一 他: "末梢神経刺激により脊髄に誘発されたニューロン応答の内因性光学イメージング"脊髄電気診断学. 23(in press). (2001)

[Publications] 佐藤勝重: "細胞電気活動の光学的計測法-いかにして真のシグナルとノイズを見分けるか-"日本生理学雑誌. 62. 275-278 (2000)

[Publications] 佐藤容子 他: "自律神経系の機能的解析における光学的計測法の適用"自律神経. (in press). (2001)

[Publications] 大野喜久郎 他: "脳神経外科の最前線NO.2 21世紀の新領域とニューテクノロジー"先端医療技術研究所. 472 (2000)

[Publications] 佐藤勝重: "ブレインサイエンス・レビュー2001"医学書院(in press). (2001)

酒井哲郎東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (40153845)

[Publications] 佐々木真一他: "内因性光学イメージングを用いたin vivoラット脊髄神経活動のモニタリング"脊髄電気診断学. 22. 32-35 (2000)

[Publications] 佐々木真一他: "末梢神経刺激により脊髄に誘発されたニューロン応答の内因性光学イメージング"脊髄電気診断学. 23(in press). (2001)

[Publications] 佐藤容子他: "自律神経系の機能的解析における光学的計測法の適用"自律神経. (in press). (2001)

[Publications] 大野喜久郎他: "脳神経外科の最前線NO.2 21世紀の新領域とニューテクノロジー"先端医療技術研究所. 472 (2000)