Direct Optogenetic Investigation of Cortical Excitability and Connectivity in Slow Wave Sleep

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K06849
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分48020:生理学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: Vogt Kaspar 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (80740034)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: Sleep / Cortex / Excitation

研究成果の概要

大脳皮質は意識をつかさどり、深い睡眠中に現れる脳波である徐波の源である。徐波睡眠中は体動も周囲に関する意識もほぼ失われることから、大脳皮質の神経活動は阻害されていると信じられてきた。本研究では果たしてこの説が正しいのかを、神経細胞の活動を光に応答するタンパク質を用いて計測する手法によって検証した。大脳皮質の一部をレーザー光パルスにより活性化すると、神経細胞の興奮は大脳全体に拡がる。この時の神経細胞の反応は覚醒時よりも徐波睡眠時に顕著に大きいことが判明した。この観察から、大脳皮質の神経細胞は睡眠中も活動しており、アセチルコリンのような脳内化学物質の変化によって興奮性が変割ると予想された。

自由記述の分野

Neurobiology

研究成果の学術的意義や社会的意義

Contrary to expectations the outermost brain layer, cortex, is more excitable in deep sleep compared to waking. This may explain the beneficial effect of sleep on memory by making it easier for different areas to communicate. It may also help understand why many seizures happen in deep sleep.