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2014 Fiscal Year Annual Research Report

膜電位イメージングと生体染色による脳幹神経回路網形成における脱分極波の役割の解明

Research Project

Project/Area Number 24500466
Research InstitutionKomazawa Women's University

Principal Investigator

佐藤 勝重  駒沢女子大学, 公私立大学の部局等, 教授 (80291342)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords光学的イメージング / 膜電位感受性色素 / 脳幹 / 機能発生 / 脱分極波 / 神経回路網形成 / embryo / 自発興奮
Outline of Annual Research Achievements

脳幹は、生命活動に関わる多くの情報が直接入・出力し、処理・統合される重要な領域である。脳幹では、末梢からの情報の伝達回路と、脳幹に内在する自発興奮の伝達回路とが混在しており、これらは互いに影響をおよぼし合いながら機能的に形成・調節されていることが推察される。我々は、脳幹の機能的構築・形成過程を明らかにする目的で、膜電位の光学的イメージング法を発生期の中枢神経系に適用し、一時中継核や二次中継核を同定し、それらの機能形成過程を明らかにしてきた。一方その研究過程で、外来性入力や自発興奮活動によって、中枢神経系のほぼ全領域にわたって広範に伝播する脱分極波が誘発され、それに引き続き、Ca waveが引き起こされることを見いだした。本申請研究では光学的イメージング法を中心に、①脳幹神経回路網の形成の時空間的ダイナミズムの解明と、②脱分極波の神経回路網形成における役割の解明を進めた。平成24, 25年度には、脳神経刺激により誘発される応答領域の同定、応答領域の協関関係の時空間的解析、形態形成との比較、脱分極波の時空間発現パターンの解析、脱分極波の伝播メカニズムの解析を行った。
これをもとに、平成26年度は、以下の通り研究を進めた。①自発興奮波の時空間パターンとペースメーカー部位の同定:脱分極波は自発的にもおこることを見出したが、この自発興奮波の機能的意義を明らかにするために、その発生のoriginを同定した。②自発興奮波の伝播メカニズムの解析:自発興奮波の広がりは、これまでに解析を行ってきた非自発性(刺激誘発性)の脱分極波とよく似ているが、同一のネットワークを介しているのかは未だ不明であった。そこで、全脳―脊髄標本に、様々な神経伝達物質ならびにgap junctionのblockerを投与して、自発興奮波がどのように阻害されるのかを調べ、伝播ネットワークのメカニズムについて解明した。

  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Positive feedback in activation of NR2B-containing NMDA receptors is the initial step of visual imprinting, a model for juvenile learning.2015

    • Author(s)
      Nakamori, T., Sato, K., Kinoshita, M., Kanamatsu, T., Sakagami, H., Tanaka, K. and Ohki-Hamazaki, H.
    • Journal Title

      Journal of Neurochemistry

      Volume: 132 Pages: 110-123

    • DOI

      10.1111/jnc.12954

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Voltage-sensitive dye imaging during functional development of the embryonic nervous system: A brief review with special thanks to Prof. Larry Cohen.2015

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Journal Title

      Neurophotonics

      Volume: 2 Pages: 021009, 5 pages

    • DOI

      10.1117/1.NPh.2.2.021009

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Maintenance of the large-scale depolarization wave in the embryonic chick brain against deprivation of the rhythm generator.2014

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 266 Pages: 186-196

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2014.02.014

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Optical survey of initial expression of synaptic function in the embryonic chick trigeminal sensory nucleus.2014

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 570 Pages: 92-96

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2014.04.017

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Functiogenesis of the embryonic CNS revealed by multiple-site optical recording with a voltage-sensitive dye.2015

    • Author(s)
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • Organizer
      The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Optical mapping of vagus nerve-related brainstem nuclei in the mouse embryo.2015

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Organizer
      The 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-23
  • [Presentation] Optical survey of initial expression of synaptic function in the embryonic chick trigeminal sensory nucleus.2014

    • Author(s)
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • Organizer
      Society for Neuroscience 44th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Maintenance of the large-scale depolarization wave in the embryonic chick brain against deprivation of the rhythm generator.2014

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Organizer
      Society for Neuroscience 44th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-15 – 2014-11-19
  • [Presentation] Optical identification of initial expression of synaptic function in the embryonic chick trigeminal sensory nucleus.2014

    • Author(s)
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • Organizer
      The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] Homeostatic maintenance of the large-scale depolarization wave in the developing CNS.2014

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • Organizer
      The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Presentation] NR2B-dependent neural plastic changes constitute the initial step of juvenile learning.2014

    • Author(s)
      Nakamori, T., Sato, K., Kinoshita, M., Tanaka, K. and Ohki-Hamazaki, H.
    • Organizer
      The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Book] Membrane Potential Imaging in the Nervous System and Heart2015

    • Author(s)
      Momose-Sato, Y., Sato, K. and Kamino, K.
    • Total Pages
      in press
    • Publisher
      Springer-Verlag, New York

URL: 

Published: 2016-06-01  

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