2020 Fiscal Year Research-status Report
Membrane potential dynamics underlying hippocampal theta oscillations
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20K15926
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
松本 信圭 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特任助教 (40803143)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | 海馬 |
Outline of Annual Research Achievements |
海馬は動物の記憶、学習に重要な脳部位であり、これらの機能を支えるのは海馬を構成する神経細胞の活動である。海馬では、これらの個々の神経細胞の活動が集合となり、脳波(以降「局所場電位」)を生み出す。局所場電位は、ヒト、サル、コウモリ、ラット、マウスなどで観察され、様々な脳機能と関連することが知られている(Adey, Prog. Physiol. Psychol., 1966)。特に海馬で観察される局所場電位のうち、周波数が3~12 Hzのシータ波は、記憶の獲得に重要とされている。 局所場電位に反映される神経活動は、個々の神経細胞の発火(活動電位)および発火閾値に達しない膜電位である。それにもかかわらず、局所場電位については、発火との関連性を調べた研究が大多数であり、膜電位との関連を調べた研究はこれまでほとんど無かった。 2020年度は、記録手技の改善を重ね、海馬の亜領域(CA1野、CA2野、CA3野、海馬支脚など)ごとに神経細胞から膜電位の記録をおこない、膜電位のデータの取得を重ねてきた。これらのデータの詳細な解析は2021年度におこなう予定であり、膜電位自身の自己相関などに注目する。 また、個々の神経細胞の膜電位の記録と、特定の脳領域内の局所場電位の記録、および複数細胞からの発火の記録を同時におこなう実験系の準備を進めている。これらは現状、機器の接続の段階ではあるが、2021年度にはすべて完了し、データを取得できる予定である。
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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
記録系のセットアップは完了し、電極の形状などの条件検討は終わった。また、将来おこなう薬物(阻害薬)の投与を見据え、濃度や用量の条件検討も終えた。麻酔下ならびに覚醒下のマウスからの膜電位の記録については、解析に耐えうる量のデータは取得できつつあるものの(ただしまだ目標例数には至っていない)、解析は不十分である。また、局所場電位と発火の記録については準備を進めている段階であり、2021年度に持ち越しである。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は、膜電位の例数を重ね、100例を目標にデータを集める。同時に膜電位の解析を進める。膜電位の自己相関、相互相関、周波数解析(高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、ヒルベルト変換など)をおこない、膜電位の特徴づけをおこなっていく。また、細胞膜の固有特性(膜抵抗、膜容量、時定数など)についても詳細に解析していく。さらに、形態学的特徴についても解析を進めていく。並行して、局所場電位との同時記録に関して、実験系の準備を終わらせ、データを取得する段階に移行していく。
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Research Products
(3 results)