2021 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 |
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Principal Investigator |
松本 信圭 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (40803143)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 海馬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海馬は動物の記憶、学習に重要な脳部位である。この機能は海馬を構成する神経細胞の活動によって担われており、活動電位によって神経細胞間の情報伝達がおこなわれている。さらに、このような個々の神経細胞の活動が集合となり、局所場電位（局所的な集合電位であり脳波とみなして差し支えない）を生み出している。局所場電位は、広く哺乳類（ヒトやサル、ラット、マウス、コウモリなど）で観察され、様々な脳機能と関連する（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、記憶の獲得や運動に関連するとされ、その記録にはこれまで主に細胞外記録法が用いられてきた。
局所場電位に反映される神経活動は、個々の神経細胞の活動電位（発火）および閾値下膜電位である。これまで、局所場電位については、発火との関連性を調べた研究は多く存在し、場所細胞のシータ位相前進や、海馬リップルにおける場所細胞の再生など、空間表象に関する重要な性質が明らかになってきた。その一方で、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。膜電位は細胞内記録法により記録できる。
２０２１年度は、麻酔下のマウスから、局所場電位と閾値下膜電位の同時記録をおこない、膜電位の自己相関や局所場電位との相互相関を調べた。また、局所場電位に対する発火タイミングの解析や、局所場電位と膜電位の位相のずれや相関などを調べた。
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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
麻酔下の動物において、閾値下膜電位や局所場電位を記録する実験系や実験技術は整った。また、同時記録にも成功しているため、本研究の実験は比較的順調に進んでいると考えられる。
また、阻害薬については、コリン受容体の阻害薬を検討しており、スコポラミンなどの薬物を検討している。電極内液にあらかじめ充填しておく方法や、細胞外に局所投与する方法の検討をおこなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、８０例を目標にデータを集める。膜電位の解析にあたっては、自己相関や、局所場電位との相互相関のほかに、周波数に関する解析、位相に関する解析、さらに非線形解析などもおこない、細胞膜の固有特性も解析し、膜電位のプロパティを調べていく。複数細胞の膜電位が記録できた場合には、複数の膜電位間の相関関係についても解析する。
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