ニューロン活動の光学的多チャン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折

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 07044231
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 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) ; COHEN Lawrence B. Yale University, School of Medicine, Professor ; SALZBERG Brian M. University of Pennsylvania, School of Medicine, Professor
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• 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 / 陽管神経叢 / 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が共同研究を実施してきた。平成7-9年度の3年間に次のような研究をおこなった。
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折をおこなった。
(2)脊髄における機能形成についての解折を進め、monosynaptic、およびpolysynapticなシナプス結合の形成過程を軸に分散システムの形成過程の解折を進めた。(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折をおこなった。
(2)鶏胚脊髄運動ニューロンの活動パターンの解折をおこなった。(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折をおこなった。
3.Pennsvlvania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折をおこなった。
(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おこなった。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.: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early enbryonic chick brainstem:spatiotemporal patterns in three dimensions from repeated multiple site optical recording of electrical activity." Journal of Neuroscience.15. 2123-2140 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." Journal of Membrane Biology. 144. 167-176 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato, K.: "Optical illustration of glutamate-induced cell swelling coupled with membrane depolarization in embryonic brain stem slices." NeuroReport. 8. 3559-3563 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "Optical characterization of a novel GABA response in early embryonic chick brainstem." Neuroscience. 80. 203-219 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [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)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato, Y.: "GABA:Receptors,Transporters and Metabolism:Advances in Pharmacological Sciences." Birkhauser,Basel,Switzerland, 328 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato, K: "Optical mapping of neural responses in the embryonic rat brainstem:early functional organization of vagal nuclei: In"Frontiers of Neural Development"" Springer-Verlag,Tokyo(in press), (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato K,Momose-Sato Y,Sakai T,Hirota A and Kamino K: "Responses to glossopharyngeal stimulus in the early embryonic chick brainstem : spatiotemporal patterns in three dimensions from repeated multiple-site optical recording of electrical activity." J.Neurosci.15. 2123-2140 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirota A,Sato K,Momose-Sato Y,Sakai T and Kamino K: "A new simultaneous 1020-site optical recording system for monitoring neural activity using voltage-sensitive dyes." J.Neurosci.Methods. 56. 187-194 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato Y,Sato K,Sakai T,Hirota A and Kamino K: "A novel gamma-aminobutyric acid response in the embryonic brainstem as revealed by voltage-sensitive dye recording." Neuroscie.Lett.191. 193-196 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato Y,Sato K,Sakai T,Hirota A,Matsutani K and Kamino K: "Evaluation of optimal voltage-sensitive dyes for optical monitoring of embryonic neural activity." J.Membrane Biol.144. 167-176 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato K,Momose-Sato Y,Hirota A,Sakai T and Kamino K: "Optical studies of the biphasic modulatory effects of glycine on excitatory postsynaptic potentials in the chick brainstem and their embryogenesis." Neuroscience. 72. 833-846 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato Y,Sato K,Hirota A,Sakai T,Yang X-S and Kamino K: "Optical characterization of a novel GABA response in early embryonic chick brainstem." Neuroscience. 80. 203-219 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato K,Momose-Sato Y,Arai Y,Hirota A and Kamino K: "Optical illustration of glutamate-induced cell swelling coupled with membrane depolarization in embryonic brain stem slices." NeuroReport. 8. 3559-3563 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yang X-S and Kamino K: "Photometric assessment of volume changes coupled with membrane potential in valinomycin-incorporated red blood cells." Jpn.J.Physiol.47. 217-230 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sakai T,Hirota A,Momose-Sato Y,Sato K and Kamino K: "Optical mapping of conduction patterns of normal and tachucardia-like excitations in the rat atrium." Jpn.J.Physiol.47. 179-188 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato K,Momose-Sato Y,Hirota A,Sakai T and Kamino K: "Optical mapping of neural responses in the embryonic rat brainstem with reference to the early functional organization of vagal nuclei." J.Neurosci.18. 1345-1362 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato Y,Sato K,Hirota A and Kamino K: "GABA-induced intrinsic light scattering changes associated with voltage-sensitive dye signals in embryonic brainstem slices : coupling of depolarization and cell shrinkage." J.Nerophysiol.(in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sakai T,Momose-Sato Y,Sato K,Hirota A and Kamino K: "Optical monitoring of synaptic transmission in bullfrog sympathetic ganglia using a voltage-sensitive dye." Neurosci.Lett.(in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Momose-Sato Y,Sato K,sakai T,Hirota A and Kamino K: A novel GABA response identified optically in the nucleus of the tractus solitarius of the chick embryo.In "GABA : Receptots, Transporters and Metabolism". (ed.) Tanaka C and Bowery N G,Birkaeuser Verlag, Basel Switzerland, 255-258 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato K,Momose-Sato Y,Arai Y and Kamino K: Optical mapping of neural responses in the embryonic rat brainstem : early functional organization of vagal nuclei.In "Frontiers of Neural Development" Springer Verlag, Tokyo, in press,
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より