| 研究領域 | 予測と意思決定の脳内計算機構の解明による人間理解と応用 |
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| 研究課題/領域番号 |
24120515
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| 研究機関 | 京都府立医科大学 |
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研究代表者 |
井之川 仁 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40285250)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 意思決定 / 自発行動 / セロトニン / 視交叉上核 |
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| 研究実績の概要 |
自発行動発現における適応的な意思決定機構の神経回路基盤
光刺激に応答する視交叉上核ニューロンの同定とセロトニン入力・修飾の関係を調べる。
麻酔下ラットの縫線核に電気刺激用電極を留置し、視交叉上核から単一ニューロン活動を傍細胞記録する。光刺激に応答するニューロンが縫線核刺激にも応答するか調べる。本年度は、マウスの視交叉上核から傍細胞記録ならびに染色を行った。マウス視交叉上核はわずか300マイクロ程度の大きさで脳の最深部に位置するため非常に困難な実験であるが、着実に記録できるように工夫を凝らした。単一ニューロンの活動電位を細胞外記録し、LED光源による光刺激を与え光刺激に応答するニューロンを発見することができた。光応答ニューロンには光刺激を照射中に神経活動が増加するタイプと、それとは反対に、光刺激照射中に持続的な自発発火が停止するタイプのニューロンが観察された。これら光刺激により応答性が変化したニューロンは視交叉上核の比較的腹側側で記録された。背側側では光刺激に応答するニューロンは見られなかった。
視交叉上核ニューロンのセロトニンに対する応答性を調べるために、単一ニューロン記録中にセロトニンの選択的とり込み阻害剤を腹腔注入すると神経活動が活発になるニューロンが観察された。５例中３例で増加、２例は変化しなかった。この結果はセロトニンの選択的取り込み阻害剤による一過性の細胞外セロトニンの増加が視交叉上核ニューロンの活動性に影響することを示唆するものであり、セロトニン受容体の拮抗薬注入などの実験を追加し、更に光刺激との相互作用を検討する必要があると考えられた。
現在、免疫組織化学的にセロトニン受容体の発現や軸索の投射経路などを解析中である。
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| 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
視交叉上核は約300μm程度の大きさでかつ、脳の最深部に位置するため、視交叉上核からの安定したニューロン活動記録は難易度が高いことがわかった。そのため、実験試行数に対する記録数では当初の予想より低くなっている。しかしながら、実験数の増加で補える程度の誤差であると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
光刺激と薬剤注入および電気刺激などを同時に行い、着実かつ安定した記録を得るために固定装置などに追加の装備を取り付けるなど工夫が必要であると考えている。さらに慢性記録による行動実験を予定している。
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