Monoaminergic modulation of the oculomotor neural integrators

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06424
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: Saito Yasuhiko 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70290913)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉村 岳俊 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (60812526)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 視線制御 / セロトニン / ノルアドレナリン / 舌下神経前位核 / カハール間質核 / パッチクランプ法

Outline of Final Research Achievements

The prepositus hypoglossi nucleus (PHN) and the interstitial nucleus of Cajal (INC), which are involved in the control of horizontal and vertical gaze, respectively. Because the effects of serotonin (5-HT) and noradrenaline (NA) on PHN and INC neurons and networks have not been fully clarified, we investigated current responses to 5-HT and NA in different neuron types using slice patch clamp methods. Local application of 5-HT and NA induced three and two different current types, which were caused by activation of different receptors. Furthermore, by examining current responses to 5-HT and NA in different neuron types classified based on the expression of different neurotransmitters, we found that each neuron type showed different current responses. These results clarified the mode of modulations by 5-HT and NA to the PHN and the INC.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

視線制御のメカニズムの一つがPHNやINCでの神経修飾機構であり、それを担うものがセロトニンやノルアドレナリンなどのモノアミン作動性入力である。今回の研究により、モノアミンによるPHNやINCニューロンでの電流応答が明らかになり、特にこれまで報告が無かった5-HT3受容体を介する応答が明らかになった。今回の成果により、PHNやINCのニューロンでのモノアミンによる修飾様式が明らかになり、視線制御のメカニズムの解明が大きく進展するものと考えられる。さらに、脳で汎用的に用いられているモノアミンを介した情報変換機構への波及効果も期待される。