2015 Fiscal Year Annual Research Report
測光機能を持つパッチ電極を用いた深部脳組織神経活動の電流および蛍光測光解析
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26560464
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大森 治紀 京都大学, 学内共同利用施設等, 教授 (30126015)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 康治 京都大学, 学内共同利用施設等, 助教 (30648431)
中島 則行 久留米大学, 医学部, 助教 (80625468)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 測光電極 / パッチ電極 / 聴覚神経回路 / OGB1-AM / 下丘 / 聴皮質 / Field-L |
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| Outline of Annual Research Achievements |
測光電極は多光子顕微鏡解析が不可能な脳の深部での神経活動を光応答そして電気応答として同時に解析する実験手法として研究代表者が開発した。本研究では動物個体脳深部組織での測光機能とパッチ電極としての電気活動記録および局所における薬液の注入が神経細胞機能を解析する上で極めて有効に働くことを示した。特に聴覚刺激に応ずるトリの神経活動を幾つかの神経核で記録し応答特性を比較した。音は内耳有毛細胞で電気信号に変換され聴神経により脳幹蝸牛神経核に伝播される。さらに下丘―視床内側膝状体を経て聴皮質に伝播される。この間聴覚の様々な情報が抽出処理されることで我々の聴感覚は成り立つ。蝸牛神経核に相当する大細胞核（NM）、下丘（IC）、そして聴皮質(Field-L)に合成されたCa指示薬であるOGB1を充填することで、神経電気活動に対応する細胞内Ca応答を測光電極を用いて記録解析した。OGB-1による細胞内Ca濃度は、大きさおよび時間経過が神経核により異なった。聴皮質では電場電流の持続を超えて長い持続のCa応答が記録できた。Ca応答はNMDA受容体の阻害で消失した。下丘では電場電流Ca応答共に一過性であった。NMDA受容体の有意な作用は認められなかった。従って、下丘はハード的な働きで聴覚情報を統合する場所であること。一方聴覚皮質は状況に応じて聴覚情報を処理する機能を持ち、Caイオンを初めとする情報伝達物質がその働きの一端を担っていると考えられた。蝸牛神経核ではCa応答は極小であった。以上の結果は聴覚情報は上行するに連れより大きなCa応答を伴う事で複雑な情報処理を実現する事を示した。なお本法の応用で最も困難な点は指示色素を神経細胞に充填する過程であり、神経細胞の標識に遺伝学的な手法を応用する事で、測光電極による脳の部位特異的な神経活動およびCa応答解析の可能性を追求したい。
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