| 研究課題/領域番号 |
13358013
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
神経科学一般
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
澁木 克栄 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40146163)
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| 研究分担者 |
田中 隆一 新潟大学, 脳研究所, 教授 (30018816)
菱田 竜一 新潟大学, 脳研究所, 助手 (90313551)
工藤 雅治 新潟大学, 脳研究所, 助教授 (80153310)
講内 毅 浜松ホトニクス, システム事業部, 研究開発員
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | フラビン蛋白 / 自家蛍光 / 脳機能イメージング / 連合学習 / マウス / 聴覚野 / 体性感覚野 / 視覚野 |
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| 研究概要 |
フラビン蛋白蛍光を用いる光学的解析法の特性を解析した。まずラット大脳切片で電気刺激に対して青色励起光に対する緑色自家蛍光が大きく変化することを見出した。この波長はフラビン蛋白質の蛍光に相当する。また反応はテトロドトキシンや無カルシウム液、無グルコース液、フラビン蛋白質の特異的な阻害剤のDPIなどでブロックされた。次にウレタン麻酔下のラットの大脳皮質表面を露出し、皮質に電気刺激を加えると刺激局所の蛍光強度が上昇した。また前肢・後肢の機械的刺激に対する体性感覚野の、また音刺激に対する聴覚野の反応も記録した。蛍光反応と電気的に記録した電場電位の分布は非常に良い相関を示した。常光反応に引き続き、動脈血流の増加が吸光像として観察された。
神経発火相関の空間分布を可視化した。ウレタン麻酔したラットの体性感覚野を寒天で覆って蛍光を記録した。ピクセル毎にフレームあたりの蛍光差分を計算し、任意に選んだ解析枠(ROI)における差分との相関を計算すると、呼吸リズムに一致したパターンが現れた。そこで予め呼吸運動に同期する成分を元の蛍光画像データから減算した後に相関を計算すると、呼吸運動の影響をうまくキャンセル出来た。その後、相関分布を計算すると、基準となるROIの周辺に正の相関を示すピクセルが分布することが判った。
フラビン蛋白蛍光法をマウス大脳活動の光学的な記録に応用した。マウス頭蓋骨を内側の緻密な部分を残して薄く削り、削った部分を透明な歯科用レジンで置換し、さらにその上に透明なマニキュアを塗って補強・保護する術式を考案した。光学的な記録法は脳の動きを嫌うという特性を持つ。しかし金属片を歯科用レジンで頭蓋骨に接着し、この金属片をネジで固定すれば、無麻酔でも脳の動きを簡単に阻止出来る。これらの特徴を生かし、覚醒マウス大脳活動を透明化した頭蓋を介して光学的に記録することに成功した。
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