運動野におけるAMPA受容体シナプス移行を介したスキル学習の神経基盤

• 研究課題/領域番号: 25750206
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: リハビリテーション科学・福祉工学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 木田 裕之 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70432739)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: シナプス可塑性 / 運動学習 / 一次運動野 / AMPA受容体 / グルタミン酸

研究成果の概要

大脳皮質一次運動野では運動学習後、長期にわたりシナプス伝達効率が上昇することが知られているが、そのメカニズムは分かっていない。本研究では、AMPA受容体に着目し、スライスパッチクランプ法を用いてラット（4週齢）一次運動野II/III層のニューロン活動を記録した。学習課題にはローターロッドテストを用いた。運動学習後、AMPA受容体のシナプス移行が生じ、長期的にはグルタミン酸の放出も増大した。本研究から運動学習成立において、プレ・ポストシナプス両側で学習段階に応じたダイナミックな可塑的変化が起こることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] スライスパッチクランプ法を用いた一次運動野ニューロンとシナプス機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木田裕之、美津島大
  • 雑誌名: 山口医学 巻: 63 ページ: 189-193
  • NAID: 130004713448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of hypothermia on ex vivo microglial production of pro- and anti-inflammatory cytokines and nitric oxide in hypoxic-ischemic brain-injured mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsui T, Kida H, Iha T, Obara T, Nomura S, Fujimiya T, Suzuki M.
  • 雑誌名: Folia Neuropathol. 巻: 52 ページ: 151-158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal characteristics of surround suppression in primary visual cortex and lateral geniculate nucleus of the cat. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimegi S, Ishikawa A, Kida H, Sakamoto H, Hara S, Sato H.
  • 雑誌名: J Neurophysiol. 巻: 112 号: 3 ページ: 603-619
  • DOI: 10.1152/jn.00221.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of hypothermia on ex vivo microglial production of pro- and anti-inflammatory cytokines and nitric oxide in hypoxic-ischemic brain-injured mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Matsui, Hiroyuki Kida, Takuya Iha, Tabito Obara, Sadahiro Nomura, Tatsuya Fujimiya, Michiyasu Suzuki
  • 雑誌名: Folia Neuropathologica 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cortical region-specific engraftment of embryonic stem cell-derived neural progenitor cells restores axonal sprouting to a subcortical target and achieves motor functional recovery in a mouse model of neonatal hypoxic-ischemic brain injury. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuya Shinoyama, Makoto Ideguchi, Hiroyuki Kida, Koji Kajiwara, Yoshiteru Kagawa, Yoshihiko Maeda, Sadahiro Nomura, Michiyasu Suzuki
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 7 ページ: 128-128
  • DOI: 10.3389/fncel.2013.00128
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of hypothermia therapy in neonatal mice on the cortical laminar disruption following ischemic injury in neonatal mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kida, H., Nomura, S., Shinoyama, M., Ideguchi, M., Owada, Y. and Suzuki, M.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 8 号: 7 ページ: e68877-e68877
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0068877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Penicillin-induced epileptiform activity elevates focal brain temperature in anesthetized rats. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokiwa T, Inoue T, Fujii M, Ishizuka S, Aou S, Kida H, Maruta Y, Yamakawa T, Nomura S, Suzuki M, Yamakawa T.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: 76 号: 4 ページ: 257-260
  • DOI: 10.1016/j.neures.2013.05.001
  • 査読あり
• [学会発表] 運動学習段階に依存したグルタミン酸作動性シナプスの可塑性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木田裕之, 津田廉正、山本由似、大和田祐二、美津島大
  • 学会等名: 第91回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 (神戸)
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] Motor training changes the properties of layers II/III neurons in the primary motor cortex and glutamatergic synaptic plasticity (2014)
  • 著者名/発表者名: Kida H, Tsuda Y, Yamamoto Y, Owada Y, Mitsushima D
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, DC (USA)
  • 年月日: 2014-11-11 – 2014-11-15
• [学会発表] 運動学習段階に依存したグルタミン酸作動性シナプスの可塑性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木田裕之, 津田廉正、山本由似、大和田祐二、美津島大
  • 学会等名: 山口大学 大学研究推進機構 発表会
  • 発表場所: 山口大学小串キャンパス (山口)
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 運動学習段階に依存したグルタミン酸作動性シナプスの可塑性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木田裕之, 津田廉正、山本由似、大和田祐二、美津島大
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (横浜)
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] AMPA受容体シナプス移行を介した 運動学習のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 木田裕之, 津田廉正, 山本由以, 大和田祐二, 美津島大
  • 学会等名: 第91回日本生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島)
• [学会発表] 運動学習初期における一次運動野II/III層ニューロンのシナプス可塑性と電気生理学的特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津田廉正, 木田裕之, 美津島大
  • 学会等名: 第91回日本生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学(鹿児島)