中枢神経機能解析のためのニューロン電位活動の光学的多チャネル三次元計測法の開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06558110
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 神野 耕太郎 東京医科歯科大学, 医学部, 教授 (40025630)
• 研究分担者: 佐藤 勝重 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 ; 佐藤 容子 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (70251501) ; 酒井 哲郎 東京医科歯科大学, 医学部, 助教授 (40153845)
• キーワード: ニューロン活動 / 光学的計測 / 三次元計測 / 光学切片法 / 中枢神経系 / 脳幹

研究概要

ニューロン電位活動の光学的多チャネル三次現計測の性能向上化を行うとともに、前年度に引き続き、これまで開発してきた光学的切片法の改良とその適用について、研究を進めた。
(1)実験動物として、先ず、孵卵6〜9日の鶏胚を用いた。鷄胚から舌咽神経、迷走神経をつけたまま脳幹を摘出し、これらの脳神経をはさむような厚さ約1500μmのスライス標本を作製した。この標本をメロシアニン・ロ-ダニン系の膜電位感受性色素(NK2761)で染色し、顕微鏡のステージに固定し、これをステージととも上下させて色々な面に焦点を合わせ(光学的切片法)、各焦点面上で下咽神経あるいは迷走神経刺激によって誘発される光学的シグナルを多領域から同時記録した。(舌咽神経刺激や迷走神経刺激によって誘発される光学的シグナルの大きさや出現領域は焦点面の深さによって変化する。)このような測定をもとにして、舌咽神経核、迷走神経背側運動核、孤束核におけるニューロン活動パターンの三次元的再構成を行った。(2)同様の方法をさらに鶏胚の脊髄、ラット胚脳幹、成体ラット海馬のスライス標本に適用し、その方法を確立した。
以上により、ニューロン活動の光学的多チャネル計測法と光学的切片法とを組合せることによって、電位活動の光学的三次元計測法を開発し、その適用を確立することができた。

研究成果

• [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Optical characterization of a novel GABA reponse in early embryonic chick brainstem." Neuroscience. (in press). (1997)
• [文献書誌] Sato,K.: "Optical studies of the biphasic modulatory effects of glycine on EPSPs in the chick brainstem and their embryogenesis." Neuroscience. 72. 833-846 (1996)
• [文献書誌] Sato,K.: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early enbryonic chick brainstem : spatiotemporal patterns in three dimensions from repeated multiple-site optical recording of electrical activity" The Journal of Neuroscience. 15. 2123-2140 (1995)
• [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "A novel γ-aminobutyric acid response in the embryonic brainstem as revealed by voltage-sensitive dye recording." Neuroscience Letters. 191. 193-196 (1995)
• [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." The Journal of Membrane Biology. 144. 167-176 (1995)
• [文献書誌] Momose-Sato,Y.: "Optical mapping of early embryonic expressions of Mg^<2+>/APV-sensitive componensts of vagal glutaminergic EPSPs in the chick brainstem." The Journal of Neuroscience. 14. 7572-7584 (1994)
• [文献書誌] Kamino,K.: "Progress in Biomedical Optics : Proceedings of Clinical Applications of Modern Imaging Technology II." SPIE,Bellingham W.A.,USA, 494 (1994)
• [文献書誌] Momose-Sato,Y,: "GABA : Receptors,Transporters and Metabolism : Advances in Pharmacological Sciences." Birkhauser,Basel,Switzerland, 255-258 (1996)