視覚野における領野間相互作用の可視化解析による睡眠時神経活動の発生機序の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

大脳皮質では、覚醒時だけでなく、外界からの情報入力が遮断された睡眠時にも活発な神経活動が観察される。この睡眠時神経活動は、情報処理に関与することが示唆されているが、外界からの入力無しにどのようなメカニズムで発生するのかは十分には解明されていない。そこで、本研究では、一次視覚野および高次視覚野の睡眠時神経活動を同時に可視化し、領野をまたいだ情報伝達回路を明らかにすることにより、大脳皮質における睡眠時神経活動の発生メカニズムを解明することを目的としている。当該年度では、大脳皮質神経細胞に蛍光カルシウムインジケータを発現したトランスジェニックマウスを用いて、超広視野二光子励起顕微鏡下において、睡眠覚醒時における神経細胞のカルシウムシグナルの測定に取り組んだ。イメージング中のマウスの睡眠覚醒状態は、脳波・筋電図を計測することにより判別した。これにより、睡眠覚醒時の一次視覚野および高次視覚野の神経活動動態を同時に、細胞レベルの高い空間解像度で可視化することに成功している。この測定法によって得られたレム睡眠・ノンレム睡眠・覚醒時における神経活動動態を比較すると、各領野における神経活動は、睡眠覚醒状態によって異なる活動パターンを示すことが示唆された。今後は、一次視覚野および高次視覚野に存在する個々の神経細胞の活動相関を睡眠時と覚醒時とで比較解析することで、神経細胞同士の領野間相互作用が睡眠時に変化するかを調べ、睡眠時における領野間の情報伝達回路を明らかにする。