前頭連合野機能コラムのダイナミクスに対するモノアミン修飾作用の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15029202
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 澤口 俊之 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00183830)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 雨森 賢一 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助手 (70344471)
• Keywords: ワーキングメモリ / 前頭前野 / ドーパミン / ノルアドレナリン / 相互相関分析 / マルチニューロン記録 / イオントフォレシス / セルアンサンブル

Research Abstract

本研究では、前頭連合野のダイナミックなコラム活動(コラム内及びコラム間相互作用による情報処理過程)と、その活動に及ぼすモノアミンの修飾作用を、膜電位感受性色素を用いた高速光学測定法を用いて画像化・解析する。この光学測定法を用いて、どのような受容体がコラム内及びコラム間相互作用に、いかなる役割を持ちうるかを明らかにすることを目的としている。
本年度は、スライス作成装置により作成したサル前頭連合野の脳スライスを、光学測定法によって測定するin vitro系での実験を行った。特に、スライスを電気的に刺激したときに誘発されるコラム構造とそのコラム内の活動変化に焦点をあて、そのダイナミクスを詳細に調べた。はじめに解剖学的な染色法によって解剖学的コラム構造を同定し、そのスライスを電気的に刺激し誘発されるコラム構造を光学的に調べることで、コラム内の細胞構築学的構造とその活動ダイナミクスの対応付けを行った。
来年度は、in vivo実験系のシステムをセットアップを行う。まず、in vivo用サル固定装置の開発を行う。固定装置完成後、サル前頭連合野を露出させ、皮質表面を膜電位感受性色素を用いて染色した後、皮質を直接、金属電極で刺激したときに誘発されるダイナミックなコラム活動を高速光学測定装置にて可視化・解析する。加えてその活動に対するモノアミンの修飾作用を明らかにするため、各種モノアミンのアゴニスト、アンタゴニストの投与後の活動を計測し、投与以前のとの比較を行う。

Research Products

• [Publications] Tsujimoto, S., Yamamoto, T., Kawaguchi, H., Koizumi, H., Sawaguchi, T.: "Prefrontal cortical activation associated with working memory in adults and preschool children : an event-related optical topography study."Cerebral Cortex. (in press).
• [Publications] Tsujimoto, S., Sawaguchi, T.: "Properties of delay-period neuronal activity in the primate prefrontal cortex during memory-and sensory-guided saccade tasks."European Journal of Neuroscience. 19. 447-457 (2004)
• [Publications] Tsujimoto, S., Sawaguchi, T.: "Neuronal representation of response-outcome in the primate prefrontal cortex."Cerebral Cortex. 14. 47-55 (2004)
• [Publications] Iba, M., Sawaguchi, T.: "Involvement of the dorsolateral prefrontal cortex of monkeys in visuospatial target selection."Journal of Neurophysiology. 8. 587-599 (2003)
• [Publications] Amemori, K., Sawaguchi, T.: "Different motivational effects on the neuronal activities in the primate prefrontal cortex during a sensorimotor transformation task"Society for Neuroscience Abstract. 90-4 (2003)
• [Publications] Tsujimoto, S., Sawaguchi, T.: "Functional maturation of the prefrontal cortex in preschool children measured by optical topography"Society for Neuroscience Abstract. 195-15 (2003)
• [Publications] Wajima, K., Sawaguchi, T.: "Parallel sensory-and motor-suppression systems in the prefrontal cortex"Society for Neuroscience Abstract. 722-24 (2003)