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高等動物の脳幹における呼吸リズム形成機構は、中枢神経系における自発リズム形成の例として興味深いだけでなく、呼吸生理学の最も重要な課題の一つであると言える。本研究は、脳幹に存在すると考えられている呼吸リズム形成ニュ-ロンを生理学的、形態学的に確実に同定し、リズム形成の機序をイオンチャンネルレベルで明らかにすることを目的としている。そのために、独自に開発したin vitroの新生ラット脳幹脊髄標本法を用い、その利点を生かして研究を進めている。本年度は呼吸リズム形成に最も基本的なニュ-ロンの局在、性質について、ニュ-ロン活動の電気生理学的測定法と光学液測定法を用いて検討している。現在までに、ガラス微小電極法を用いて呼吸リズム形成エリアを検索しカルシウムイオン濃度を種々変化させた条件で、電気刺激によるリズムのリセットを検討することにより、延髄腹外側部に呼吸リズムの形成に重要に関与しているとみられる領域を、確認した。また同様の結果は、興奮性伝達物質であるグルタミン酸をガラスピペットに詰めフォ-カルに適用する方法でも確認された。ガラス微小電極法を用いて記録した場合個々のニュ-ロンの性質にかなりのばらつきがあるため多数例について調べ統計的に検討する必要があり、また領域の位置についてもある程度の連続的なニュ-ロン密度の変化を考える必要があることが明らかになった。また、従来からシプナス伝達を遮断する条件として用いられてきたカルシウム0.2mMマグネシウム5mMという条件ではシナプスの遮断が不完全であることが明らかになった。またこの場合にも、左右両側の呼吸リズムの解離が見られた。このことは、両側のリズムが、不完全なシナプス伝達の遮断で容易に解離しうることを意味しているので、今後2価イオンの効果についてさらに詳細な検討を行うことが重要になってきている。
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