| 研究課題/領域番号 |
15K08193
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生理学一般
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| 研究機関 | 藤田医科大学 |
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研究代表者 |
日高 聡 藤田医科大学, 医学部, 講師 (00228735)
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| 研究分担者 |
海野 修 東邦大学, 理学部, 教授 (70119907)
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| 研究協力者 |
赤堀 泰
金子 千之
藤田 公和
南部 篤
畑中 伸彦
Poznanski Ricard Roman
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 電気シナプス / ギャップ結合 / 閾値下電流 / 同期興奮 / 興奮性シナプス後電位 / シナプス伝達の効率化 / 大脳皮質視覚野 / 神経回路網の成熟 / グルタミン酸シナプス / 興奮性シナプス後電流 / 網膜 / 化学シナプス / 神経伝達物質 |
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| 研究成果の概要 |
大脳皮質の並列神経回路網の構築と成熟過程で電気シナプスを介した化学シナプス伝達の効率化のメカニズムを解明するため，成体コモンマーモセットと生後すぐの幼弱ラットを用いて比較生理学的な実験解析を行い、大脳皮質視覚野の神経細胞間でギャップ結合を解明した。成長過程の錐体細胞群のカラム状配列と、細胞体間のギャップ結合を発見した。
幼弱ラットの大脳皮質で、電気シナプス形成の錐体細胞ペアで発達生理学的な電気生理学実験での解析の結果、両細胞への閾値以下の入力によるスパイク発生と細胞ペアでの同期興奮を実証した。計算論的数理モデルでもこの特性を立証し、電気シナプスがあれば出力の化学シナプスで情報伝達の改善は起こる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果として、コモンマーモセットの大脳皮質視覚野の神経細胞間でギャップ結合を介した電気シナプスがあれば、電気シナプスを介したシナプス前的なCa2+スパイクの増大によって、出力の化学シナプスで情報伝達の改善が起こるというシナプス伝達効率化のメカニズムを解明できた。本研究の成果の学術的意義は、霊長類の脳の成長・発達過程における“経験や環境に依存した脳の神経回路の機能的な成熟機構”の比較生理学的な解明に発展する所にある。また本研究の成果の社会的意義として、“ヒトの脳の機能の発達や成熟の発達生理学的な解明”の研究分野に 波及し、本研究は 発展して行くと考えられる。
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