Cellular and network mechanisms for the oscillatory synchronization between adjacent columns/areas

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26290006
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 姜 英男 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (50177755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 博紀 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00432451) [Withdrawn] ; 佐藤 元 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (10432452) [Withdrawn] ; 齋藤 充 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (50347770)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: oscillation / synchronization / θリズム / δリズム / 島皮質 / 味覚野 / 胃腸関連領野 / anadamide

Outline of Annual Research Achievements

θリズムの周期的同期化の振動発生源が味覚野内に存在する可能性が極めて高いが、その伝播先の胃腸関連領野の興奮が味覚野に何らかのフィードバック効果を与え、振動発生源の活動を修飾する可能性を検証するため、島皮質味覚野と胃腸関連領野の接合部付近の皮質全層を切断したスライス標本と皮質全層及びclaustrum まで切断した2種類のスライス標本を作製し、AEAを投与して、oscillationを観察した。その結果、味覚野では5 Hz、胃腸関連領野では1～3 Hzのoscillationが、それぞれ独立に観察されたが、皮質のみ切断したスライス標本では弱いcoherence が観察され、claustrum まで切断したスライス標本では、coherence は消滅した。この結果から、θリズムの生成部位は味覚野であることが確定し、フィードバック効果も顕著ではないことが明らかになった。さらに、島皮質胃腸関連領野はδリズムの振動発生源になり得ることも確定した。従って、島皮質はδとθの異なるリズムで活動し得ることが明らかになったが、このリズムの切り替えがどのような機能的意味をもつのかを明らかにするため、全動物標本を用いた実験を遂行した。GPR119 KO マウスでは、AEAの投与なしに、自発的な島皮質味覚野と胃腸関連領野間の周期的同期化が生じている可能性があり、そのリズムがδからθへの切り替わることも観察できることが期待されたので、GPR119 KO マウスを導入し、徹底した衛生管理下でin-vivo 実験に再挑戦したが、結局、原因不明の肝炎のため十分に実験を遂行することができなかった。一方で、GPR119 KO マウスを用いず、対照群のみで、リズムの切り替え現象が生じる条件の探索を行った。その結果、空腹時にはδリズム様の活動が胃腸関連領野及び味覚野で認められたが、確定的な結果は得られていない。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Seoul National University/School of Dentistry/Department of Physiology(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Seoul National University/School of Dentistry/Department of Physiology
• [Int'l Joint Research] Kyungpook National University/School of Dentistry/Department of Anatomy(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Kyungpook National University/School of Dentistry/Department of Anatomy
• [Journal Article] Electrophysiological and Morphological Properties of α and γ Motoneurons in the Rat Trigeminal Motor Nucleus (2018)
  • Author(s): Nishimura Kayo、Ohta Masahiro、Saito Mitsuru、Morita-Isogai Yukako、Sato Hajime、Kuramoto Eriko、Yin Dong Xu、Maeda Yoshinobu、Kaneko Takeshi、Yamashiro Takashi、Takada Kenji、Oh Seog Bae、Toyoda Hiroki、Kang Youngnam
  • Journal Title: Frontiers in Cellular Neuroscience Volume: 12 Pages: 9: 1-15
  • DOI: 10.3389/fncel.2018.00009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Inhibition of GluR Current in Microvilli of Sensory Neurons via Na+-Microdomain Coupling Among GluR, HCN Channel, and Na+/K+ Pump (2018)
  • Author(s): Yasuhiro Kawasaki, Mitsuru Saito, Jonghwa Won, Jin Young Bae, Hajime Sato, Hiroki Toyoda, Eriko Kuramoto, Mikihiko Kogo, Takuma Tanaka, Takeshi Kaneko, Seog Bae Oh, Yong Chul Bae and Youngnam Kang
  • Journal Title: Frontiers in Cellular Neuroscience Volume: 12 Pages: 113: 1-21
  • DOI: 10.3389/fncel.2018.00113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Oscillation and synchronization in the insular cortex (2017)
  • Author(s): Youngnam Kang
  • Organizer: 11th FENS Forum of Neuroscience
  • Int'l Joint Research