2002 Fiscal Year Annual Research Report
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12053224
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
澁木 克栄 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40146163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱田 竜一 新潟大学, 脳研究所, 助手 (90313551)
工藤 雅治 新潟大学, 脳研究所, 助教授 (80153310)
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| Keywords | 体性感覚野 / シナプス可塑性 / フラビン蛋白質 / 光学的記録法 / 自家蛍光 / 行動解析 / スキナー箱 / 振動刺激 |
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| Research Abstract |
本研究は大脳皮質感覚野の神経回路に注目し、その働きをシナプス可塑性による回路調節という観点から明らかにしようとするものである。本研究ではこれまで時間依存性LTPのメカニズムやその機能について、脳切片標本や行動実験を行って明らかにしてきた。しかし行動学的な解析結果と細胞レベルの結果をダイレクトに比較するのは困難である。そこで丸ごとのラットの脳における神経活動を解析するためフラビン蛋白蛍光を用いた光学的記録法を開発した。この方法は従来のものと比べ10-100倍も大きな反応が記録されるという特徴を有している。また速い時間で神経応答を反映させる。また神経可塑性の研究にも応用できることが既に判っている。今年度はこれまで行ってきた行動実験と、新たに開発したフラビン蛋白蛍光によるイメージングの実験を結びつけることを試みた。
これまでの行動実験ではスキナー型の刺激弁別実験を行うと、S-(報酬を与えないコントロール刺激)を無視してS+(報酬と結びつけた刺激)のみに反応するというタイプの学習付けが成立する事がわかっている。従来は音刺激をキューとして、このような実験を行ってきたが、イメージングが容易な体性感覚野での解析を可能にするため、音ではなくスキナー箱の床を20Hzないし40Hzで振動させ、一方の振動数の刺激をS+、他方をS-とすると3日程度で振動数の弁別学習が成立することが判った。更に弁別が成立した動物を麻酔し、体性感覚野のイメージングを行った。後肢の20Hz乃至40Hzの振動刺激に対する反応を比較したところ、S+として用いた振動数に対する反応がS-の振動するうに対するより強いことが判った。以上から弁別刺激に用いたS+(報酬と結びつけた刺激)に対する反応が、S-(報酬を与えないコントロール刺激)に対する反応より強くなり、行動実験で習得した結果に対応する脳活動の変化をイメージングで証明することが出来た。
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[Publications] 工藤 雅治 他2名: "Differential dependence of LTD on glutamate receptors in the auditory cortical synapses of cortical and thalamic inputs"Journal of Neurophysiology. 88. 3167-3174 (2002)
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[Publications] 菱田竜一 他4名: "Anisotropic functional connections between the auditory cortex and area 18a in rat cerebra slices"Neuroscience Research. (in press). (2003)
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[Publications] 小野健太郎 他2名: "Relational discrimination learning between amplitude-modulated sounds in the rat"Neuroscience Letters. (in press). (2003)
