興奮/抑制(E/I)バランス変調モデルから解析する神経回路振動演算

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K00413
• 研究機関: 徳島文理大学
• 研究代表者: 冨永 貴志 徳島文理大学, 神経科学研究所, 准教授 (20344046)
• 研究分担者: 梶原 利一 明治大学, 理工学部, 准教授 (60356772)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: E/Iバランス / 膜電位感受性色素 / 海馬 / 記憶学習

研究実績の概要

海馬のE/Iバランスと周期的な入力に対する神経演算の仕組みを解明することを目指した研究である。
ラット海馬スライス標本を用いて，CA1野での神経応答を光計測法で計測し，海馬の代表的な周期的神経活動であるシータバースト入力を加えた時に引き起こされる特異な短期可塑的応答を見出し，論文発表した(Tominaga and Tominaga, Front Cell Neurosci, 2016:オープンアクセス)。また，バルプロ酸による遅発神経毒性に関する基礎的な神経応答についても共同研究者との共著で論文にした(Juliandi, B, Tanemura, K, ,Tominaga T,,,Nakashima K, Stem Cell Rep, 2015:オープンアクセス)。今後，このバルプロ酸によるE/I変調の影響を検討していく。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ラット海馬スライス標本を用いて，CA1野での神経応答を光計測法で計測し，海馬の代表的な周期的神経活動であるシータバースト入力を加えた時に引き起こされる特異な短期可塑的応答を見出した。この現象に関しては，十分な基礎データがあったせいもあり，本年度は最初から2報の原著論文が出版できた。その他，学会発表として国外1回，国内3回を行った。

今後の研究の推進方策

E/Iバランスに変調を起こした動物を作成して，本年度に発見したGABAA受容体依存的なシーター周期依存性の短期可塑性への影響を検討する。

次年度使用額が生じた理由

2016年に出版した論文のデータの解析などに多くの時間を費やしたため，実際の実験にかかる費用が若干少なくなった。

次年度使用額の使用計画

論文を出版してしまったので，より多くの時間を実験に費やすことになるので次年度以降に使っていく。

研究成果

• [国際共同研究] Mount Sinai Hospital(Canada)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Mount Sinai Hospital
• [国際共同研究] MBL(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: MBL
• [雑誌論文] Paired burst stimulation causes GABAA receptor-dependent spike firing facilitation in CA1 of rat hippocampal slices (2016)
  • 著者名/発表者名: Tominaga T and Tominaga Y
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 10 ページ: 9
  • DOI: 10.3389/fncel.2016.00009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interplay between non-NMDA and NMDA receptor activation during oscillatory wave propagation: Analyses of caffeine-induced oscillations in the visual cortex of rats (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yoshimuraa, b, , , Tokio Sugaib, Nobuo Katob, Takashi Tominagac, Yoko Tominagac, Takahiro Hasegawaa, Chenjuan Yaoa, Tetsuya Akamatsua
  • 雑誌名: Neural Networks 巻: 0 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1016/j.neunet.2016.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced Adult Hippocampal Neurogenesis and Cognitive Impairments following Prenatal Treatment of the Antiepileptic Drug Valproic Acid (2015)
  • 著者名/発表者名: Juliandi B, Tanemura K, Igarashi K, Tominaga T, Furukawa Y, Otsuka M, Moriyama N, Ikegami D, Abematsu M, Sanosaka T, Tsujimura K, Narita M, Kanno J, Nakashima K
  • 雑誌名: Stem Cell Rep 巻: 5 ページ: 996-1009
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2015.10.012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A spatio-temporal analysis of the GABAa receptor-dependent and independent membrane potential response to a gamma-band burst stimulus in area CA1 of hippocampal slice: A VSDI study (2015)
  • 著者名/発表者名: Tominaga T and Tominaga Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience,
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] ゾウリムシの電位感受性Kチャネルのホジキンーハックスレー型の解析」Hodgkin-Huxely type analysis of voltage-dependent potassium currents in Paramecium (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨永貴志，内藤豊
  • 学会等名: 日本動物学会 第86回
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-17 – 2015-09-23
• [学会発表] 膜電位感受性色素による神経回路機能のアッセイ系の構築ー海馬スライスとビスフェノールA (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨永 貴志 ,冨永 洋子 ,五十嵐 勝秀 ,大塚 まき ,古川 佑介 ,菅野 純 ,種村 健太郎
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会 The 53rd Annual Meeting of the BSJ
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
• [学会発表] 海馬スライス標本でCA1野で見られる100Hz 刺激によって引き起こされるGABAA受容体以外の細胞体近傍での膜電位応答の可視化 VSD-imaging of 100 Hz stimulation induced GABAa independent perisomatic membrane potential response in area CA1 of hippocampal slice (2015)
  • 著者名/発表者名: 冨永 貴志, 冨永 洋子
  • 学会等名: 第38回日本神経科学学会
  • 発表場所: 神戸国際展示場
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15