2018 年度研究成果報告書

神経ネットワークで異種感覚情報を統合する普遍的メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号	16K07007
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	神経生理学・神経科学一般
研究機関	沖縄科学技術大学院大学
研究代表者	村山孝沖縄科学技術大学院大学, 情報処理生物学ユニット, 技術員 (50435921)
研究協力者	丸山一郎
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	線虫 / 化学走性 / 電位依存性カルシウムチャネル
研究成果の概要	動物種間で普遍的な神経機能の理解を目的として、単純な神経回路をもつ線虫で味覚情報の伝達と行動決定に関わる神経機能について解析した。誘因性、忌避性の味刺激に対する行動と細胞内カルシウムイオン(Ca2+)動態の解析から、刺激により応答が異なる介在神経を同定した。それぞれの介在神経は異なる神経活動パターンを示したが、詳細な解析に必要な細胞の電気的特性の情報がなかった。我々は線虫の小さな神経に合わせた微小ガラス電極を作成し、線虫で味覚神経の膜電位測定に成功した。またNaCl刺激により興奮させた味覚神経において樹状突起内の信号伝達に電位依存性Ca2+チャネルが必要であることを明らかにした。
自由記述の分野	神経科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ヒト脳の複雑な神経回路で起こる情報処理を直接解析することは困難である。この複雑さを回避して普遍的な神経機能を知るために、単純な線虫の神経回路で情報処理の基本的な仕組みを理解することは、ひいてはヒト脳回路の理解に繋がる。線虫では蛍光Ca2+プローブを利用した神経活動の測定が容易だが細胞の電気的特性は不明である。線虫にも興奮に閾値のあるデジタル型神経と入力に応じて興奮するアナログ型神経があり、これらの分布を理解することで情報処理の回路構造を明らかにできる。