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2013 年度 実施状況報告書

光酸化を用いた大脳皮質-視床フィードバック経路の選択的抑制

研究課題

研究課題/領域番号 25430067
研究種目

基盤研究(C)

研究機関前橋工科大学

研究代表者

今村 一之  前橋工科大学, 工学部, 教授 (30203326)

研究分担者 片岡 洋祐  独立行政法人理化学研究所, その他部局等, その他 (40291033)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード眼優位可塑性 / 第一次視覚野 / 外側膝状体 / フィードバック投射 / 光酸化 / アポトーシス / 逆行性標識 / ラット
研究概要

外側膝状体ニューロンは、大脳第一次視覚野第4層へ投射するが、皮質で処理された情報は、第6層に存在するニューロンから外側膝状体へフィードバックされている。このフィードバック投射の眼優位可塑性における役割については、これまで知られていない。そこで、解剖学的逆行性標識物質 ( Latex Microsphere ) にChlorin e6を結合させ、これを外側膝状体へ注入することにより、第一次視覚野第6層ニューロンを逆行性標識する。その後、視覚野に光学的刺激を与えることにより標識されたニューロンを選択的に破壊する ( Targeted Apoptosis )。本年度は、Chlorin e6を結合したLatex Microsphereが定常的に生成されることが確認された(分担研究者担当)。このトレーサを実際に注入する前に、Latex Microsphereのみを外側膝状体へ注入し、大脳視覚野のニューロンの標識の選択性について検討を行った。まず、ケタミン・キシラジンの混合麻酔下で、ラットの脳地図に基づきトレーサを微量注入した。トレーサを外側膝状体中央に限局して注入する事は、予想以上に成功率が低く、また、外側膝状体境界内に留まるほど少量では、皮質の標識効率が良くないことが明らかになった。また、眼優位可塑性の評価に関して、申請者らがすでに確立した評価系が適用可能であることを確認した。すなわち、最初期遺伝子c-fosのタンパク産物を免疫組織化学的に染色し、単眼視覚刺激により免疫陽性になるニューロン数を定量的に評価することで、眼優位可塑性のレベルを測定する事ができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

外側膝状体へのトレーサの注入が、その精度が当初予想していたほど上がらず、実験効率を高めるための措置を講じる必要性が生じた。また、その注入時間が長期化することにより、実験動物の注入手術後の回復が困難になるケースがあったため、注入術式の検討と熟練のための練習が必要となった。

今後の研究の推進方策

短期間に正確にトレーサを注入するために、短時間で光誘発電位を記録して、外側膝状体の空間的構造予測を行えるようにして、注入の精度と効率の上昇に早急に取り組む。 また、実際にChlorin e6が結合したトレーサを注入し、Targeted Apoptosis の誘導状況との関連を調査する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Brain interleukin-1beta and the intrinsic receptor antagonist control peripheral toll-like receptor 3-mediated suppression of spontaneous activity in rats.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamato, M., Tamura, Y., Eguchi, A., Kume, S., MIyashige, Y., Nakano, M., Watanabe, Y. and Kataoka, Y.,
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e90950

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0090950.

    • 査読あり
  • [学会発表] Common and dissociable neural substrates for 2-digit simple addition and subtraction.

    • 著者名/発表者名
      Yang, Y., Zhong, N., Imamura, K., and Lei, X.
    • 学会等名
      2013 International conference on active media technology / brain and health informatics
    • 発表場所
      群馬県前橋市
  • [学会発表] Enhanced spatial cognitive learning by the exposure to low-frequency magnetic field in mice.

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, T., Matsubayashi, H. and Imamura K.
    • 学会等名
      2013 International conference on active media technology / brain and health informatics
    • 発表場所
      群馬県前橋市
  • [学会発表] 眼優位可塑性調節機構におけるノルアドレナリンとセロトニンの異なる効果

    • 著者名/発表者名
      中舘和彦、今村一之
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館
  • [学会発表] 低周波交流磁場暴露マウスの空間認知学習に及ぼす影響

    • 著者名/発表者名
      吉原崇博、松林宏樹、今村一之
    • 学会等名
      Neuro 2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館
  • [学会発表] 神経組織への光とラジカルの作用

    • 著者名/発表者名
      片岡洋祐、大和正典、金田明
    • 学会等名
      プラズマ医療科学の創成公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋・名古屋大学
    • 招待講演
  • [図書] Brain and Health Informatics2013

    • 著者名/発表者名
      Imamura, K., Usui, S., Shirao, T, Kasmatsu, T., Schwabe, L. and Zhong, N.
    • 総ページ数
      535
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2015-05-28  

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