2015 Fiscal Year Annual Research Report
可塑性イメージングと脳計測技術を用いた自閉症の巨視的ネットワーク機能障害の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Constructive Developmental Science; Revealing the Principles of Development from Fetal Period and Systematic Understanding of Developmental Disorders |
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| Project/Area Number |
15H01575
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
瀧 靖之 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (10375115)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | MRI / 可塑性 / 海馬新生 / 樹状突起分岐 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
定型発達では、発達に応じて神経回路の配線が修正される。この特性を神経可塑性という。自閉症では、この可塑性を制御する遺伝子に異常があることが示唆される。本研究では、可塑性異常に伴う神経回路の配線の異常をヒト全脳で特定するため、MRI技術の開発を行う。我々は、神経組織の微視的な形態変化を捉えることができるMRI水拡散強調画像法に着目し、MRI水拡散強調画像法が神経回路の配線に伴う神経組織の形態変化を捉えることができるかを検証する。さらに、回路配線の修正に関わる構成要素である神経細胞、樹状突起、スパインのうち、どの変化をMRIが捉えるのかを検証する。この検証モデルとしてラット空間記憶学習で起こる神経回路配線変化を用い、MRI変化、神経組織変化をMRI技術および免疫組織同定技術を用いて行った。
H27年度でラット空間記憶学習の実験系を確立した。空間記憶学習の前後でラット海馬MRIの変化を同定するMRI撮像法を確立した。空間学習の前後で、海馬背側においてMRI信号変化があることを観察した。免疫組織技術で学習によって新生細胞が海馬背側で増えていることを証明した。次年度に①海馬細胞の新生、②樹状突起の分岐・伸長やスパイン変化がMRI信号変化に関わるかを特定するため、その予備実験として、海馬細胞の新生を抑制させるMethylazoxymethanol acetateおよび樹状突起の伸長・分岐やスパイン変化を抑制させるRapamycin薬剤投与下で行動実験を行い、薬剤による学習効果への影響を観察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ラットMRI撮像法・解析法を確立し、学習で海馬にMRI信号変化があることを見出した。この成果を基盤に、次年度にどの組織形態変化がMRI信号に関わるのかを特定する実験系を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
①海馬細胞の新生、②樹状突起の分岐・伸長やスパイン変化がMRI信号変化に関わるかを特定する。薬剤投与下での行動実験系は確立した。この系を用いてどの組織形態変化がMRI信号に関わるのかを特定する。
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