アクティブタッチの神経機構に関する包括的研究：ラットヒゲシステムを題材として

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本申請課題では、アクティブタッチを実現する神経機構の理解に貢献する基礎データを取得し、それらを統合的に考察する。我々は以下の三つのサブテーマを設け、研究を進めている。サブテーマ1：「アクティブタッチの運動解析」、サブテーマ2：「アクティブタッチの生成機構」、サブテーマ3：「アクティブタッチの受容機構」サブテーマ1について：覚醒した状態の実験動物（ラット、マウス）の頭部を頭部固定装置に固定（無痛である）し、ヒゲ運動を測定記録する実験を継続し、レーザー変位計の改良により時間解像度を上昇させた。また、様々な触覚刺激パタンを提示する装置を確立した。サブテーマ２について：覚醒動物において、ヒゲ運動を計測しながら大脳皮質のニューロンから活動記録を行い、ヒゲ運動パタンと発火パタンの関係を調べたところ、相関するニューロンが見つかった。そのニューロンにプラスミドを導入する実験について、成功率を上昇させた。プラスミドによって標識された形態は非常に明確に可視化された。サブテーマ3について：齧歯類のヒゲが対象物に触れた際に生じる機械的入力が根元に伝わる時に生じる振動に対し末梢受容器がどのように反応するかを調べるため、ラット三叉神経脊髄路においてsharp electrodeを用いた軸索内記録を行い、ヒゲをさまざまな振幅や周波数の人工的機械入力によって刺激した。刺激パラメータと反応特性の間にある関係性を調べ、なおかつ末梢受容器の形態学的特性も解析した。