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2013 年度 実績報告書

霊長類聴覚視床-皮質間神経回路の全容解明と新奇概念の創出

研究課題

研究課題/領域番号 25290006
研究種目

基盤研究(B)

研究機関熊本大学

研究代表者

宋 文杰  熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (90216573)

研究分担者 竹本 誠  熊本大学, 大学院生命科学研究部, 助教 (20543408)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード聴覚皮質 / 視床
研究概要

本研究では、霊長類のモデルとしてマーモセットを用い、その聴覚視床-皮質間神経回路を解明することを目的にしている。平成25年度では、そのための光イメージング法を確立することを目指している。これまで、本学では マーモセットを飼育した経験やそれを用いた研究はなかったため、飼育施設の整備、実験室の改造、飼育室から実験室までの搬送方法の確立から研究を始めた。結果として、18カ月齢オスのマーモセットを用いて、光イメージングと視床皮質間回路をラベルする実験を行うことができた。この実験を通じて、1)マーモセットの扱い方を確立した。2)麻酔導入と麻酔維持の方法を確立した。3)動物の頭部固定方法を確立した。4)聴覚野を露出させる部位の特定や方法を確立した。5)電位感受性色素を用いたイメージングは可能であることが分かった一方、染色斑が存在することも明らかとなった。6)CTBトレーサで視床ニューロンを逆行性に、3重ラベルすることに成功した。これらのことより、今後の研究を進めるための基礎を築くことができたと言える。
マーモセットが高価なため、上記研究を進める一方、上記方法をさらに確立させるために、マウスにおいてイメージング法とトレーサ法を用いて、聴覚皮質と視床の結合関係を調べた。結果、聴覚皮質視床間に並列回路が存在することが示され、論文発表を行った(Takemoto et al., 2014)。また、聴覚皮質領野間の結合を調べる方法も確立した(Wang et al., 2014. 学会発表)。さらに、ウイルスを用いた遺伝子導入の方法により、特定の聴覚野に投射する視床ニューロンの形態を可視化することに成功している。

現在までの達成度 (区分)
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

上記研究実績の概要より、平成25年度の研究により、マーモセットの扱い方、麻酔導入と麻酔維持の方法、動物の頭部固定方法、聴覚野を露出させる部位の特定と露出させる方法などを確立した。また、電位感受性色素でマーモセット皮質を染色することはでき、イメージングは可能であることも明らかとなった。さらに、CTBトレーサで視床ニューロンを逆行性にラベルできることも明らかとなった。今後、これらの方法を用いて、本研究の目的である霊長類聴覚視床-皮質間神経回路の解明を進めることができる。

今後の研究の推進方策

今後、平成25年度の研究により確立した方法を用いて、マーモセットの聴覚領野を同定し、同定した各領野にCTBトレーサを注入し、視床ー皮質間神経回路を解明するための実験を進めていく。これまでの実験では、動物を安定した状態で実験することができる条件を見出しているので、研究が順調に進むものと期待できる。一方、これまでの経験で新たに出てきた課題として、一部の聴覚野が外側溝内の上側頭回に存在し、他の領野に影響を与えずに、これらの領野を露出させるのは困難と予想された。今後、まず皮質表面に存在する聴覚領野について研究を進め、経験を蓄積した後に、外側溝内の領野へのアプローチ方法を編み出していく予定である。

次年度の研究費の使用計画

次年度も多くの予算が必要となる見込みで、基金助成金をできるだけ次年度に残す計画であったが、初年度の支出でわずかな金額(2303円)だけ残った。
わずかな金額(2303円)のため、次年度の予算と一緒に、次年度に計画している研究の遂行に用いる。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Greenwood frequency-position relationship in the primary auditory cortex in guinea pigs.2014

    • 著者名/発表者名
      Nishimura M, Song W-J.
    • 雑誌名

      Neuroimage

      巻: 89 ページ: 181-191

    • DOI

      doi: 10.1016/j.neuroimage.2013.12.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The insular auditory field receives input from the lemniscal subdivision of the auditory thalamus in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Takemoto M, Hasegawa K, Nishimura M, Song W-J.
    • 雑誌名

      J Comp Neurol

      巻: 522 ページ: 181-191

    • DOI

      doi: 10.1002/cne.23491

    • 査読あり
  • [学会発表] Functional organization of the auditory cortex revealed by application of in vivo voltage-sensitive dye imaging.2014

    • 著者名/発表者名
      Wen-Jie Song
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Characterization and synaptic connections of a new class of neurons in layer II of the cerebral cortex.2014

    • 著者名/発表者名
      Huan Luo, Kayoko Hasegawa, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Cortico-cortical connections of the insular auditory field in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Chi Wang, Makoto Takemoto, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Quantitative frequency-position relationship in the primary auditory cortex in guinea pigs.2014

    • 著者名/発表者名
      Wen-Jie Song, Masataka Nishimura
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Development of light-induced insulin secretion system using channelrhodopsin.2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Mizutani, Taku Kaitsuka, Huan Luo, Fan-Yan Wei, Wen-Jie Song, Kazuhito Tomizawa
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Identification and characterization of a new vocalization of male guinea pig.2013

    • 著者名/発表者名
      Yuta Shiromi, Masataka Nishimura, Yuta Oshima, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      第18回聴覚研究フォーラム
    • 発表場所
      同志社びわこリトリートセンター
    • 年月日
      20131214-20131214
  • [学会発表] Quantitative examination of frequency representation in the guinea pig primary auditory cortex.2013

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nishimura, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      第18回聴覚研究フォーラム
    • 発表場所
      同志社びわこリトリートセンター
    • 年月日
      20131214-20131214
  • [学会発表] 大脳皮質一時聴覚野において場所と周波数はGreenwood関係に従う2013

    • 著者名/発表者名
      宋文杰、西村方孝
    • 学会等名
      第64回西日本生理学会
    • 発表場所
      産業医科大学
    • 年月日
      20131017-20131017
  • [図書] カンデル神経科学 第31章聴覚中枢神経系2014

    • 著者名/発表者名
      宋文杰 (訳書)
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      メディカル・サイエンス・インターナショナル
  • [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部知覚生理学分野

    • URL

      http://srv02.medic.kumamoto-u.ac.jp/dept/physiol2/physiol2.html

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公開日: 2015-05-28  

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