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一次体性感覚野における温度センシング機構とその経験依存的可塑的変化

公募研究

研究領域温度を基軸とした生命現象の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01399
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関生理学研究所

研究代表者

江藤 圭  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 助教 (30545257)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード一次体性感覚野 / 抑制性神経細胞 / 温度 / 2光子顕微鏡 / 温度センシング / 神経細胞
研究実績の概要

温度感覚は外部環境の温度を検出し、適応するのに必須の感覚である。温度情報は末梢から脳へと伝達され様々な領域で処理される。その一つである一次体性感覚野(S1)は触覚、痛みの強度・部位を認識する役割を持つ。温度に関してはヒトではS1の電気刺激で温度感覚が発生することや皮膚の温度刺激によりS1が活性化することが明らかにされている。また、げっ歯類では温・冷刺激のそれぞれに対してS1神経細胞が応答することが報告されている。これらのことからS1の神経細胞の機能が温度情報処理に寄与することが示唆されている。しかし、細胞種別、特に興奮性・抑制性神経細胞がどのように皮膚の温度情報を処理するかはわかっていなかった。そこで、2光子顕微鏡を用いてS1興奮性・抑制性神経細胞の温度刺激に対する応答を検討した。その結果、温刺激に対して興奮性神経細胞も抑制性神経細胞も応答した。刺激時間40秒と長くすると、刺激開始時のみ温度に対する応答を示し、その後ベースラインまで戻った。これはアダプテーションが温刺激に対して起きていることが示唆された。冷刺激に対して興奮性神経細胞も抑制性神経細胞も温刺激と同様に応答した。また、40秒の刺激では、刺激直後のみに応答し、ベースラインまで戻った。このことからS1神経細胞は冷刺激に対してアダプテーションを示すことが示唆された。さらに、温刺激応答興奮性・抑制性神経細胞の空間分布を検討したところ、空間的な関係はなかった。冷刺激についても同様であった。また、1つの細胞で温・冷刺激に対してどのように応答するか検討したところ、興奮性・抑制性神経細胞ともに温のみ、冷のみ、そして温・冷両方に応答する細胞がいることが明らかになった。これらの結果から、S1興奮性・抑制性神経細胞による皮膚温度情報処理機構の一端が明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] The University of New South(Australia)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Kyung Hee University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] The roles of cortical astrocytes in chronic pain and other brain pathologies2018

    • 著者名/発表者名
      Eto Kei、Kim Sun Kwang、Takeda Ikuko、Nabekura Junichi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 126 ページ: 3-8

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.08.009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cortical astrocytes prime the induction of spine plasticity and mirror image pain2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Ishikawa, Kei Eto, Sun Kwang Kim, Hiroaki Wake, Ikuko Takeda, Hiroshi Horiuchi, Andrew J Moorhouse, Hitoshi Ishibashi, Junichi Nabekura
    • 雑誌名

      Pain

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Coding of cutaneous temperature in excitatory and inhibitory neurons of the primary somatosensory cortex2018

    • 著者名/発表者名
      江藤 圭、鍋倉 淳一
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 一次体性感覚野の興奮性・抑制性神経細胞による温度センシング機構.2017

    • 著者名/発表者名
      江藤 圭
    • 学会等名
      「次世代脳」プロジェクト 冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2023-12-25  

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