多電極同時記録法による上丘の入出力系と急速眼球運動の振幅制御機構の研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08680883
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 杉原 泉 東京医科歯科大学, 医学部, 講師 (60187656)
• キーワード: 多チャンネル / ユニット / ラット / 登上線維 / 軸索側枝 / 金魚 / 有毛細胞 / 支持細胞

研究概要

平成8年度では本研究に必要な多チャンネルディジタル信号記録装置を開発し、試作機を完成させた。このシステムを用いた動物実験は次年度(本研究の第二年度)に本格的に行える見込みである。この多電極記録システムは、多数の神経細胞の活動(ユニット)を同時に連続的に記録する目的で、リーナス研での私と共同研究者による小脳皮質の多数のプルキンエ細胞の同時記録の研究(1995)を元に、そこの古いシステムに代わる安価で、高性能の装置とすることをめざしたものである。今回開発した記録システムは次の特徴をもつ。1)チャンネル数は無制限で、ボードを追加するごとに32ずつ増やせる。2)長時間の連続記録とトリガー信号からの一定時間繰り返し記録ができる。3)最高取り込み速度はチャンネル数の増加とともに低下するが、768チャンネルで1kHzと高速である。このシステムはディジタルICで組んだ回路と、コンピューターからなり、両者はGPIBにインターフェースでつながれている。回路の方はクロック、多チャンネル入力部、多チャンネルから8チャンネルへの並べ替え部、FIFOメモリー、インターフェース回路からなる。コンピュータープログラムは自らC言語により開発した。一方、多電極記録システム開発中に、上丘の入出力系の一部である。小脳および聴覚・前庭感覚系について動物実験を平行して行った。小脳に関しては、運動のエラー信号の経路とされる登上線維の形態をラットで単一軸索再構成法により解析し、その線維の大多数が軸索側枝によって小脳核に投射することを見いだし発表した。また、聴覚・前庭感覚系については、金魚の内耳の有毛細胞(大まかに卵形、細長型の2種類がある)・支持細胞の内向き整流性イオン電流の性質を調べ、これら3種類の細胞に異なる内向き整流性電流が存在することを見いだし発表した。

研究成果

• [文献書誌] SUGIHARA,I.: "In wardly rectifying currents in hair cells and supporting cells in the goldfish sacculus." J.Physiol.495・3. 665-679 (1996)
• [文献書誌] SUGIHARA,I.: "Morphology of axon collaterals of single climbing fibers in the deep cerebellar nuclei of the rat." Neurosci.Lett.217・1. 33-36 (1996)
• [文献書誌] SUGIHARA,I.: "Off-oscillation in hair cell membrane is correlated with the decremental response at the hair cell-afferent fiber synapse in the goldfish sacculus." Neuro Report. 7. 2341-2346 (1996)
• [文献書誌] Lang,E.: "GABAergic modulation of complex spike activity by the cerebellar nucleoolivary pathway in rat." J.Neurophysiol.76・1. 255-275 (1996)
• [文献書誌] De Zeeuw,C.I.: "Morphological correlates of bilateral synchrony in the rat cerebellar cortex." J.Neurosci.16・10. 3412-3426 (1996)
• [文献書誌] 杉原泉: "内耳有毛細胞の機械刺激受容機構" 蛋白質核酸酵素. 41・1. 19-25 (1996)
• [文献書誌] SUGIHARA.I: "Novel cerebellar afferents to the cerebellar nuclei from the brain stem" Neurosci.Res.20・S. S173 (1996)
• [文献書誌] Wu,H.: "Axonal reconstruction of single mossy fibers in the cerebellum originating from the lateral reticular nucleus." Neurosci.Res.20・S. S173 (1996)
• [文献書誌] SUGIHARA,I.: "Reconstuctions of single climbing fiber collaterals in the deep cerebellar nuclei of the rat." Soc.Neurosci.Abstr.22・2. 1631 (1996)
• [文献書誌] SUGIHARA,I.: "Efficient recording system of multi-channel digital (spike) signal." Jpn.J.Physiol.46・S. S230 (1996)