摘出脳幹標本を用いた咀嚼等三叉神経運動系リズム性活動の中枢解析

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米国UCLAのScott Chandler教授の研究室(H14 4月〜9月)と大阪大学、古郷幹彦教授の研究室(H14 9月〜12月)にて以下の研究を行った。前年度に引き続き三叉神経が司る顎運動リズム性活動に関係する脳幹内神経回路の内、特に三叉神経中脳路核ニューロンの膜特性とそれに関わる各種イオン電流の特性について検討を加えた。研究には生後2から12日目(P2-12)のSD系ラットより作製した脳幹スライス標本を用いて、whole-cell patch clamp recording techniqueにより、赤外線透視条件下で中脳路核ニューロンより記録を行った。三叉神経中脳路核ニューロンにおいては、生後発達に伴う内向き整流作用の増大、活動電位後再分極過程の短縮傾向、周波数依存性膜応答特性,P6以降で反復発射活動、内因性群発活動の出現がそれぞれ観察された。さらに検討を加えたところ、反復発射活動、内因性群発活動の発現にはpersistent-sodium current (I_<NaP>)、修飾にはh-current (I_h)の関与が示唆された。また生後発達における1)内向き整流作用の増大にはI_hの生後発達における電流密度の増大が関与していた他、2)再分極過程の短縮傾向にはI_<NaP>, I_h両者の電流密度の増大がその一因になっていると推察された。さらに膜の脱分極に伴って観察される高周波数特異性のresonance(50-100Hz)にはI_<NaP>が、静止膜電位あるいは過分極に伴って観察される低周波数特異性のresonance(<10Hz)にはI_hが特異的に関わっていることが明らかとなった。中脳路核ニューロンがその発火閾値下において低周波数領域のシナプス入力を選択的に増強、修飾しうるということは、in vivoにおける顎筋の活動周波数が5Hz前後であることから極めて興味深い結果と考えられた。