2016 Fiscal Year Research-status Report
神経活動の正規化と発振現象を統一的に説明する異種感覚統合モデルの構築
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16K06984
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大城 朝一 東北大学, 医学系研究科, 助教 (40311568)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 異種感覚統合 / infra-slow oscillation / 神経活動における非線形性 / neuro-vascular coupling / 抑制性細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、異種感覚統合における神経活動の非線形性と振動現象に着目してサル及びラットを用いた研究を行っている。まず、米国ロチェスター大学のG.C.DeAngelis 教授との共同研究により、視覚と平衡感覚の感覚統合についてのモデリングとそこから予想される新たな神経活動の非線形性について、サルの頭頂葉において実際に神経活動を記録し、その予想を裏付ける結果を得た。この結果については神経科学系雑誌に論文を投稿中であり現在２度目のrevisionを受けている。
次にラットの大脳皮質において超低周波（約０．１Ｈｚ）の神経律動を見出し、それを２８年度の日本生理学会（札幌）、日本神経科学会（横浜）にて報告した。２９年度の生理学会（3/27～30,アクトシティー浜松）においては、その超低周波神経律動が実は脳血管の周期的な振動を反映し、視床下部からそのリズムがコントロールされていることを口頭発表した。又、この神経律動は視覚や体性感覚といった異種の感覚刺激によっても惹き起こされることを示し、異種感覚統合の優れた研究対象になることを報告した。
群馬大学の柳川右千代教授との共同研究においては、抑制性神経伝達物質であるGABAの合成酵素の欠失変異体ラットにおけるてんかん発作時の異常な神経興奮と神経律動について電気生理学的な解析を進めている。欠失変異体ラットには小型電極を大脳に埋め込み、抗てんかん薬の投与によりてんかん発作をコントロールしながら、長時間に渡って神経記録を行うシステムを開発中である。また、神経活動の正規化モデルに従えばこれら変異体ラットにおいて異種感覚統合が異常になっていることが予想されるので、この予想を確認すべく視覚体性感覚連合野大脳皮質の電気生理学的解析も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
長年共同研究を行っているG.C.DeAngelis 教授との共著の論文をようやくジャーナルへ投稿するとこまで至ることができた。厳しい批評に対して現在２回目のrevisionであるが、複数のrevisionを経て内容は著しく向上していると考えている。
ラットを用いた超低周波の神経律動の研究では、その発見も偶然であったし、視床下部がそのリズムの形成に重要であるという事実も全く予想外の事であった。この現象に関わる神経伝達物質も同定し終えており、この研究についてはかなり進展していると考えている。
柳川右千代教授との共同研究では、抗てんかん薬の投与によりうまくてんかん発作をコントロールできることを見出し、変異体ラットの取り扱い、解析が非常に容易となった。電気生理学的研究も今後さらに順調に進むと期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラットを用いた超低周波の神経律動の研究では、この現象に関わる神経伝達物質（既知のものであった）を同定し終えている。今後はこの神経伝達物質の複数存在する受容体のうちどれが関わっているかを同定したい。最終的には同定された受容体遺伝子のノックアウト動物を入手または作成し、超低周波神経律動現象の生物学的役割についてさらに追求したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
初年度購入予定であった生体アンプの購入は控え（研究室に既存のものを譲り受けた）、その代わりにｃＭＯＳカメラデータ計測システム一式の購入及び其の他の物品の購入に充てたため、残額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
初年度購入予定であった高速演算コンピューターの購入を予定している。
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Research Products
(4 results)
