2014 Fiscal Year Research-status Report
静脈麻酔薬による意識消失時の脳波変化と大脳皮質局所神経回路メカニズムの解明
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25463150
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大井 良之 日本大学, 歯学部, 教授 (60271342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 准教授 (00300830)
小柳 裕子 日本大学, 歯学部, 助教 (20609771)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プロポフォール / 大脳皮質 / アルファ波 / 抑制性シナプス伝達 / 同期性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は，静脈麻酔薬プロポフォールによるアルファ周波数帯の脳波増強のシナプスレベルでのメカニズムの仮説として，
1，プロポフォールはGABA(A)受容体に作用して，錐体細胞に対する抑制性入力を増強する
2，抑制性介在ニューロンの先行発火による抑制性入力に呼応して，錐体細胞間の発火タイミングは同期する
3，脳波は皮質における錐体細胞の活動性を反映していると考えられているので，錐体細胞の発火タイミングの同期により脳波は高振幅・徐派化し，アルファ周波数帯の増強を生み出す
を考え，検証を行ってきた。その結果昨年度は，propofolは代表的な抑制性介在ニューロンであるFS細胞から錐体細胞への抑制性入力を強く増強することを報告し（Koyanagi et al., 2014），仮説1が立証された。そこで本年度は，ラット大脳皮質を含む急性脳スライス標本を用いて，ホールセル・パッチクランプ法により，同一のFS細胞から投射を受ける2つ以上の錐体細胞の発火タイミングに対するpropofolの影響を検討した。その結果，propofol適用により，シナプス後細胞に相当する錐体細胞は，シナプス前細胞であるFS細胞からの抑制性入力を受けることで同期性発火を示すことを見出した。この成果は，国際学会である第9回麻酔と意識国際シンポジウムでポスター発表を行った。
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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
研究実績の概要において述べた仮説のうち，昨年度は1，プロポフォールはGABA(A)受容体に作用して，錐体細胞に対する抑制性入力を増強する，について検討を行い，その成果は麻酔学分野でもっとも著名なAnesthesiology誌に掲載された。本年度は2，抑制性介在ニューロンの先行発火による抑制性入力に呼応して，錐体細胞間の発火タイミングは同期する，について検討を行い，一定の効果を得ることができた。またそれらの成果は，国際学会である第9回麻酔と意識国際シンポジウムおよび米国麻酔科学会議2014でポスター発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実績の概要において述べた仮説のうち，3，脳波は皮質における錐体細胞の活動性を反映していると考えられているので，錐体細胞の発火タイミングの同期により脳波は高振幅・徐派化し，アルファ周波数帯の増強を生み出す，を検討する。そのために，ラット大脳皮質を含む急性脳スライス標本を用いて，ホールセル・パッチクランプ法により，同一のFS細胞から投射を受ける2つ以上の錐体細胞の発火タイミングに対するpropofolの影響について，シナプス前細胞であるFS細胞の先行発火頻度をアルファ周波数帯以外の周波数帯に変えた場合の，シナプス後細胞に相当する2つ以上の錐体細胞の発火タイミングについて検討を行う。また，これらの錐体細胞の発火タイミングを定量的に解析する手法を検討し，解析を行う。
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| Causes of Carryover |
検討に用いる薬物・試薬，実験材料の購入の際に端数が生じたため，1,930円を次年度使用額とした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
検討に用いる薬物・試薬，実験材料の購入費として，次年度使用額と平成27年度費用を合わせて601,930円を計上する。実験に使用するVGAT-Venusラットの繁殖のためのラット購入・維持費として，15万円を計上する。
研究成果の発表および聴講による情報の収集のための学会参加・発表費用に関しては，北米神経科学会への参加のための旅費として50万円を計上する。論文作成時の英文校閲費（業者委託）として5万円を計上する。
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