2000 Fiscal Year Annual Research Report
複合運動系を支配する甲殻類口胃神経系の運動パターン切り換え機構
Project/Area Number |
09640807
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Research Institution | Nara University of Education |
Principal Investigator |
田崎 健郎 奈良教育大学, 教育学部, 教授 (40031570)
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Keywords | 口胃神経節 / クルマエビ属 / 運動パターン / 神経回路 / 神経伝達物質 / 進化 |
Research Abstract |
甲殻類口胃神経系には,食道,噴門,胃咀嚼器,幽門の四つの運動系を制御するニューロンが存在する。これらのニューロンは電気シナプスと抑制化学シナプスによって相互に結合し,それぞれのパターン発生神経回路を構築する。これらの神経回路は異なるリズムで活動し,特徴的な運動パターンを形成する。甲殻門十脚目の中で最も原始的なクルマエビ属の口胃神経系と運動系を用い,胃の構造,運動ニューロンと支配筋,神経伝達物質,神経回路などを軟甲綱の種間で比較検討し,神経回路は行動を制御する特有な運動パターン形成にどのように変化し,進化したかを考察した。 甲殻門真軟甲亜綱に属する等脚目は,十脚目とは最も離れたグループである。この目に属するフナムシの運動ニューロンは,十脚目と同様に,アセチルコリンかグルタミン酸を神経伝達物質として用いている。真軟甲類より原始的な口脚目シャコではグルタミン酸が伝達物質であり,アセチルコリンは用いられていない。しかし,アセチルコリンの接合部外リセプターは存在する。進化の過程で,真軟甲類ではアセチルコリンが伝達物質として利用されるようになったと考えられる。 四つの運動系から成る複合運動系を支配するパターン発生回路間には相互作用がみられる。幾つかの幽門ニューロンは幽門パターンから噴門パターンに移動する。全ての胃咀嚼器ニューロンは幽門パターンで活動する。このようなパターン発生回路の可塑性が多様な運動パターン形成を可能にする。口胃神経系に構築される神経回路では,外部入力の存在下でニューロン固有の性質やシナプス強度を変えることによってパターン切り換えが行われる。上位中枢の支配下で発生する運動パターンの切り換えを記録し,切り換えを惹起する脳及び連鎖神経節内のニューロンを調べた。これらのニューロンは興奮性シナプスを介して回路構成ニューロンの活動の頻度・期間・位相を修飾し,ニューロンをある回路から他の回路に切り換える。その結果,パターン発生回路は機能的に再構築され,新しい運動パターンが形成される。このような多機能的神経回路が複合運動系を制御する。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Kenro Tazaki: "Neural control of the pyloric region in the the shrimp Penaeus (Decapoda : Penaeidae)"Jounal of Comparative Physiology A. 181. 367-382 (1997)
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[Publications] Kenro Tazaki: "Neurotransmitters of motor neurons in the stomatogastric ganglion of an isopod crustacean, Ligia exotica."Comparative Biochemistry and Physiology A. 120. 579-586 (1998)
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[Publications] Kenro Tazaki: "Multiple motor patterns in the stomatogastric ganglion of the shrimp Penaeus japonicus"Journal of Comparative Physiology A. 186. 105-118 (2000)
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[Publications] Kenro Tazaki: "Oscillatory neural networks : an evolutionary perspective"Bulletin of Nara University of Education (Natural Science). 49. 25-35 (2000)