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純音刺激と腹側被蓋領域ドーパミンニューロンの刺激と組み合わせると、刺激に用いた純音に応答する皮質一次聴覚野の領域が拡大することが知られている。このような可塑性は音声学習の神経基盤になる可能性が考えられるが、その機構は明らかにされていない。本研究では、皮質一次聴覚野におけるドーパミンの神経修飾作用を解明することを研究目的としている。一次聴覚野における神経修飾を調べるにあたって、一次野の同定が曖昧であったことに気づき、まずin vivo光イメージング法で一次聴覚野を同定することにした。その結果、一次野や二次野の同定に成功しただけでなく、一次野の腹側に新しい聴覚領野の存在も見出した。また、二次野周辺のベルト領域についても、特徴付けることができた。同定した一次野と二次野において、ドーパミンやそのアゴニストを投与し、効果を調べた結果、聴覚応答に有意な変化が見られなかった。ドーパミンが酸化されやすいことを考えて、その前駆体をシステミクに投与する実験も行なったが、やはり顕著な効果が見られなかった。そこで、皮質においてドーパミンと類似した可塑性を引起すアセチルコリンの効果を検討した。オキソトレムリンを皮質に投与すると、一次野や二次野の聴覚応答が抑制されることが再現性よく見られた。ムスカリン受容体が皮質における興奮後の抑制も強く抑制することも見られた。そこで、ドーパミンとアセチルコリンの相互作用を調べた。その結果、アセチルコリンの作用はすべてドーパミンによって阻害された。よって、ドーパミンがアセチルコリン作用への作用を介して聴覚野の可塑性を誘導する新たな可能性が示唆された。
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