2021 Fiscal Year Annual Research Report
In vivo Ca2+イメージングの4次元解析による島皮質感覚情報処理機構解明
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19K10064
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
藤田 智史 日本大学, 歯学部, 教授 (00386096)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 2光子励起顕微鏡 / カルシウムイメージング / 島皮質 / 二次体性感覚野 / 歯根膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質における体性感覚は身体の各領域に応じて、異なる場所で処理されており、体部位局在と呼ばれる。過去のマクロレベルでのイメージングから、上下顎の臼歯歯根膜の感覚情報を処理する領域の大半は重複し体部位局在が明確でなく、上顎、下顎の分別をどのように行っているかについては不明な点が多い。本研究では、この重複している領域で、上下顎の分別における個々の神経細胞活動の寄与を明らかにすることを目的としている。これまで、2光子励起顕微鏡を用いて、マウス臼歯の歯根膜刺激に応答する神経細胞を立体に時間軸を加えた4次元（XYZ軸および時間軸）で解析するための、手法および解析するためのソフトウェア開発を進め、データの採取を行ってきた。本年度は引き続き実験を行い更なるデータの採取を行った。実験にはカルシウム指示タンパク質であるGCaMP6sを大脳皮質の興奮性神経細胞に発現した遺伝子改変マウスを用いた。ウレタン麻酔を行い、情報処理に関わる背側島皮質と二次体性感覚野の境界を中心に開窓を行い、歯根膜電気刺激に対する同部位に存在する神経細胞の活動を2光子励起顕微鏡によるカルシウムイメージングで捉えた。本年度は開発したソフトによる解析も進めた。現時点までに解析できたデータからは、歯根膜刺激を行った時には、上下顎のどちらにも応答するが優位性が異なるという性質を有した神経細胞がほとんどであり、どちらか一方にだけ応答するという神経細胞は極めて少数であることが示されている。また、応答が弱い神経細胞を抽出した場合には上顎、下顎に応答する神経細胞の分布は混在しているが、応答が強い神経細胞だけを抽出すると、上顎に対して下顎に応答する神経細胞は腹側に多い傾向であり、過去の光学計測におけるデータを支持する知見が得られている。
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