ニューロン活動の光学的多チャネル計測による神経系機能の分散処理システム機構の解析

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044231
• 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: ソーツバージ ブライアン ペンシルバニア大学, 医学部・(米国), 教授 ; コーエン ローレンスB. エール大学, 医学部・(米国), 教授 ; 佐藤 勝重 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (80291342) ; 佐藤 容子 東京医科歯科大学, 医学部, 助手 (70251501)
• キーワード: 中枢神経系 / 分散システム / 光学計測 / 脳幹 / 脊髄 / アプリシア / 腸管神経叢 / 視床下部

研究概要

本研究では、「神経系の分散処理システムの基本」を明らかにすることを目的として、「ニューロン活動の光学的計測」という共通の研究手段を持つ本研究課題の代表者の研究室と米国の二つの研究室による共同研究である。これまでの二年間の実績をふまえ、本年度は次のような研究を進めた。
1.東京医科歯科大学グループ:
(1)鶏胚、ラット胚の脳幹における弧束核、迷走神経背側運動核、擬核の形態形成と、それに共役したニューロン活動の時間的・空間的パターン形成を追跡し、「分散システム」の構成についての解析をさらに進めた。
(2)脊髄における機能形成についての解析を進め、monosynaptic、およびpolysynapticなシナプス結合の形成過程の追跡を糸口として分散システム形成過程の解析を進めた。(これはYale大学グループの研究と関連している。)
2.Yale大学グループ:
(1)アプリシア腹部神経節における分散処理機構の解析をさらに進めた。
(2)鶏胚脊髄運動ニューロンの活動パターンの解析をおこなった。(これは医歯大グループの研究と関連している。)
(3)カメ視覚野における情報の伝播とその分散処理の解析を開始した。
3.Pennsylvania大学グループ:
(1)モルモット腸管粘膜下神経叢において複数の神経節からニューロン活動の光学的同時記録ほをおこない、ニューロン間、神経節間の神経情報の分散処理機構の解析を開始した。
(2)マウス視床下部・下垂体の、興奮・分泌連関の分散処理の研究を進めた。以上について、夏期にWoods HoleのMBLにおいて協同実験をおこなった。

研究成果

• [文献書誌] Sato, K.: "Optical illustration of glutamate indued cell swelling coupled with membrane depolarization in embryonic brain stem slices." NeuroReport. 8. 3559-3563 (1997)
• [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Optical characterization of a novel GABA response in early embryonic chick brainstem." Neuroscience. 80. 203-219 (1997)
• [文献書誌] Sakai, T.: "Optical mapping of conduction patters of normal and tachycardia-like excitations in the rat atrium." Japanese Journal of Physiology. 47. 179-188 (1997)
• [文献書誌] Sato, K.: "Optical mapping of neural responses in the embryonic rat brainstem with reference to the early functional organization of vagal nuclei." Journal of Neuroscience. 18. 1345-1362 (1998)
• [文献書誌] Momose. Sato, Y.: "GABA induced intrinsic light-scattering changes associated with voltage-sensitive by signals in embryonic brainstem slices coupling of depolarization and cell shrinkage." Journal of Neurophysiology. (in press). (1998)
• [文献書誌] Sakai, T.: "Optical monitoring of synaptic transmission in bullfrog symathetic ganglia using a voltage sensitive dye." Neuroscience Letters. (in press). (1998)
• [文献書誌] Sato, K.: "Optical mapping of neural responses in the embryonic rat brainstem : early functional orgnization of vagal nucle : In “Frontiers of Neural development"" Springer-Verlag, Tokyo (in press), (1998)
• [文献書誌] 神野 耕太郎: "「脳の科学」創刊号.脳の機能発生1形成を光学的イメージングでとらえる." 星和書店(in press), (1998)