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近年、本研究代表者を含め、多くの研究室で大脳視覚野神経回路網の機能に抑制性ニューロンが大きな役割を果たしていることが示唆されているが、具体的に、抑制性ニューロンのどのような機能が何の役割を担っているのか、その詳細は未だ明らかになっていない。さらに実験方法の困難さから、ほとんどの神経回路網の解析は麻酔下の動物で行われてきたので、覚醒状態による大脳皮質神経回路網の機能については明らかになっていない。本研究は、in vivo二光子励起機能的カルシウムイメージング法を覚醒下のげっ歯類大脳視覚野の脳機能イメージングに適用し、覚醒下の大脳皮質で興奮性と抑制性ニューロンに分けてイメージングすることによって覚醒下の脳機能の解明を目指すものである。そこで、まず、今年度は、去年度までに開発した、抑制性ニューロンにだけ黄色蛍光たんぱく質を発現する遺伝子改変ラット:VGAT-Venusラットを用いたin vivo二光子励起機能的カルシウムイメージング法を覚醒下のラット大脳視覚野の脳機能イメージングに適用するための実験系を用いて覚醒状態における視覚反応の研究を行った。
しかしながら、覚醒下の大脳視覚野2/3層のニューロン群のin vivo二光子励起機能的カルシウムイメージング法は、麻酔動物の大脳視覚野2/3層のニューロン群のin vivo二光子励起機能的カルシウムイメージング法と比較し、非常に不安定で、安定して光反応を記録できない点が問題視された。そこで、画像ゆれ補正プログラムなどを作成し、色々な改良を加え、安定した実験系を構築することが可能となるよう更なる改良を加えた。これにより、安定して覚醒下のラット大脳皮質視覚野から興奮性ニューロンと抑制性ニューロンの視覚反応を同時に記録することに成功した。
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