触覚による質感認知の基盤となる能動的触知覚の研究

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 質感認知の脳神経メカニズムと高度質感情報処理技術の融合的研究
• 研究課題/領域番号: 23135519
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 古田 貴寛 京都大学, 医学研究科, 助教 (60314184)
• キーワード: 触覚 / 能動的触覚受容 / ヒゲ感覚システム / ラット

研究概要

私は能動的に触覚器を動かすことによって触覚を得ること(能動的触知覚という)が「触覚による質感認知」において重要と考え、この能動的触知覚を実現する脳内機構を当該研究課題の目的とした。この課題の中では、ラットのヒゲ感覚系を題材とし、2つの具体的な実験テーマを設定した。(1)動いたヒゲが触れる対象物の形態情報を神経活動に変換する末梢システムの機構の解明。(2)覚醒動物における能動的触覚受容に対するニューロンの活動特性とそれらのニューロンが構成する神経回路構造の関係の解明。一つ目のテーマに関しては、ヒゲ情報を伝える一次求心性線維にガラス電極を刺入し、その線維の末梢側にある機械受容器の反応特性を調べた後、色素を注入して受容器の形態や位置関係を可視化した。受容器の形態学的分類やその位置と、反応特性の間には非常に重要な関連性があることを発見した。この結果は現在論文に執筆中であり、近々発表できる。二つ月のテーマに関しては、覚醒動物を固定してニューロンの反応を調べながらヒゲの運動も記録できるセットアップを構築する必要があった。高速ビデオカメラと画像解析システムによってリアルタイムで覚醒動物のヒゲの動きを数値化して記録するシステムを完成させた。リアルタイムでヒゲの運動を画像から数値化するシステムは世界で初めてである。平成24年度はこのシステムを使ってデータを出していく。

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

申請書に書いた計画通り、末梢の受容器の形態学的特徴と反応特性との関連性を明らかにすることが出来たため。また、覚醒動物を用いた実験を行うためのセットアップを構築することに成功したため。

今後の研究の推進方策

今のところ研究計画に大きな変更は無い。覚醒動物を用いた実験を重点的に行い、データを出していく。

研究成果

• [雑誌論文] Parvalbumin-producing cortical interneurons receive inhibitory inputs on proximal portions and cortical excitatory inputs on distal dendrites (2012)
  • 著者名/発表者名: Kameda H, Hioki H, Tanaka YH, Tanaka T, Sohn J, Sonomura T, Furuta T, Fujiyama F, Kaneko T
  • 雑誌名: Eur J Neurosci 巻: 35 ページ: 838-854
  • DOI: 10.1111/j.1460-9568.2012.08027.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Morphological Analysis of Thalamocortical Axon Fibers of Rat Posterior Thalamic Nuclei : A single Neuron Tracing Study with Viral Vectors (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohno S, Kuramoto E, Furuta T, Hioki H, Tanaka YR, Fujiyama F, Sonomura T, Uemura M, Sugiyama K, Kaneko
  • 雑誌名: Cereb Cortex 巻: (in press)
  • DOI: 10.1093/cercor/bhr356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local connections of excitatory neurons to corticothalamic neurons in the rat barrel cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka YR, Tanaka YH, Konno M, Fujiyama F, Sonomura T, Okamoto-Furuta K, Kameda H, Hioki H, Furuta T, Nakamura KC, Kaneko T
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: 31 ページ: 18223-18236
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3139-11.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local connections of layer 5 GABAergic interneurons to corticospinal neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka YH, Tanaka YR, Fujiyama F, Furuta T, Yanagawa Y, Kaneko T
  • 雑誌名: Front Neural Circuits 巻: 5 ページ: 12
  • DOI: 10.3389/fncir.2011.00012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynorphin is expressed primarily by GABAergic neurons that contain galanin in the rat dorsal horn (2011)
  • 著者名/発表者名: Sardella TC, Polgar E, Garzillo F, Furuta T, Kaneko T, Watanabe M, Todd AI
  • 雑誌名: Mol Pain 巻: 7 ページ: 76
  • DOI: 10.1186/1744-8069-7-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patterns of axonal collateralization of single layer V cortical projection neurons in the rat presubiculum (2011)
  • 著者名/発表者名: Honda Y, Furuta T, Kaneko T, Shibata H, Sasaki H
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 519 ページ: 1395-1412
  • DOI: 10.1002/cne.22578
  • 査読あり
• [学会発表] Morphological analysis of axon collaterals derived from single corticospinal neurons in subcortical structures (2012)
  • 著者名/発表者名: Furuta T, Kaneko T
  • 学会等名: 第116回日本解剖学会学術集会
  • 発表場所: 甲府大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] Morphological analysis of axon collaterals derived from single corticospinal neurons in subcortical structures : anatomical evidence for "efference copy" (2011)
  • 著者名/発表者名: Furuta T, Kaneko T
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-09-16
• [図書] ブレインサイエンスレビュー2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古田貴寛, 他共著
  • 総ページ数: 300
  • 出版者: クバプロ
• [備考]
  • URL: http://www.mbs.med.kyoto-u.ac.jp/