神経活動の光学的イメージングによる皮質・脳幹の機能発生/機能破綻過程の相違の解析

使用神经活动光学成像分析皮层和脑干功能发育/功能障碍过程的差异

• 批准号: 12210059
• 负责人: 佐藤 勝重
• 金额: --
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12210059/
• 关键词: 膜電位感受性色素; 光学的計測法; イメージング; 脳幹; 脳神経核; 鶏胚; グルタミン酸受容体; サイレントシナプス

老化をはじめとする神経系の変性では、脳皮質領域が侵されることが多く、植物状態にはなり得ても、脳幹領域が障害をうけて個体死に至ることはない。これは、脳幹と皮質との間で、神経栄養因子への依存性などをはじめとする機能的・器質的な特性に何らかの違いがあるためと考えられる。本研究では、この仮説を検証するために、脳幹領域と皮質領域との機能発生/機能破綻過程を比較検討し、両者の間にどのような相違が見られるのかを明らかにすることを目的とするものである。本年度は、上記の目的のうち、脳幹の機能発生・機能構築過程に関して研究を進めた。具体的には、孵卵4日から10日の鶏胚から脳神経をつけたまま脳幹を摘出し、膜電位感受性色素(NK2761)で染色した後、各脳神経(三叉神経、舌咽神経あるいは迷走神経)を吸引電極で刺激し、128-1020チャネル同時測定システムにより脳幹内のニューロン活動を光学的シグナルとして検出した。検出したシグナルに関して、以下のことが明らかとなった。1)検出した光学的シグナルにの波形解析から各脳神経の感覚核、運動核の機能マップを作成した。運動核の機能発現は非常に早く、迷走神経では孵卵4日から光学シグナルが検出できた。一方、感覚核におけるシナプス機能の発現は運動核に比較すると遅く、孵卵6から7日の段階からEPSPが検出できた。脳幹における運動核、感覚核の機能発現は、皮質と比較して格段に早いものであった。また、この機能マップから、各脳神経核は、発生段階においてはそれぞれが明らかな境界で区切られているのではなく、一部お互いに重なり合っていることが明らかとなった。2)感覚核におけるシナプス伝達は、どの脳神経においてもグルタミン酸を伝達物質としており、シグナル伝達にはNMDA型とnonNMDA型受容体の両サブタイプが関与していることが明らかとなった。3)シナプス機能の発現時期は、三叉神経、舌咽神経、迷走神経ですべて同じではなく時期的な差があることが明らかとなった。また、どの脳神経感覚核においても、シナプスはその機能が顕在化する以前に潜在的に形成されていて、細胞外液Mg^<2+>によって抑制されていること、すなわち、シナプス機能の発現には、NMDA型受容体が深く関与していることが明らかとなった。

Aging を は じ め と す る 経 god is の - sex で は, 脳 cortical areas が invasion さ れ る こ と が く, vegetative state に は な り have て も, dry 脳 field が handicap of を う け て に individual death to る こ と は な い. こ れ は, dry 脳 と cortex と の で, god 経 tech students.their ownship raise factor へ の dependency な ど を は じ め と す る な characteristics, function of apparatus, quality に what ら か の violations い が あ る た め と exam え ら れ る. Said this study で は, こ の 仮 を 検 card す る た め に, 脳 dry areas と cortex と の function 発 raw/function flaw process を compare beg し 検, struck between の に ど の よ う な conceives が see ら れ る の か を Ming ら か に す る こ と を purpose と す る も の で あ る. This year, the うち, the purpose of the above-mentioned project, うち うち, 脳 are related to the research on the development and construction process of the <s:1> function に and the て research を to めた. 4 specific に は, brooding か ら 10 の 鶏 embryo か ら 脳 god 経 を つ け た ま ま 脳 dry を pick out し, membrane potential sensitivity (NK2761) で pigment dyeing し た after 脳 and god 経 (trigeminal god 経, tongue pharynx 経 あ る い は vagus 経) god を attract electrode で stimulate し, 128-1020 チ ャ ネ ル simultaneous determination シ ス テ ム に よ り 脳 dry within の ニ Youdaoplaceholder0 ュ ロ ロ を active を optics シグナ と と て検 て検 output た. Youdaoplaceholder0 out of 検 たシグナ に に に に related to <s:1> て, the following is <s:1> とが とが ら ら となった. 1) 検 out し た optical シ グ ナ ル に の waveform parsing か ら each 脳 god 経 の feeling 覚 nucleus, sports の function マ ッ プ を made し た. The function of the motor nucleus is manifested very に early く, vagabinant で で incubated for 4 days ら ら optical シグナ が検 が検 produced で た た た. Side, feeling 覚 に お け る シ ナ プ ス function の 発 は movement now nuclear に compare す る と 遅 く, brooding 6 か ら 7 の Duan Jie か ら EPSP が 検 out で き た. The 脳 trunk における motor nucleus, sensory 覚 nucleus <s:1> function is manifested であった, and the と comparison of the て grid segments of the cortex is に earlier than that of the であった <s:1> であった であった であった. ま た, こ の function マ ッ プ か ら 脳 and god 経 nuclear は, 発 Duan Jie に お い て は そ れ ぞ れ が Ming ら か な realm で area cut ら れ て い る の で は な く, a お mutual い に heavy な り close っ て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 2) feeling 覚 nuclear に お け る シ ナ プ ス 伝 は, ど の 脳 god 経 に お い て も グ ル タ ミ ン acid を 伝 of material と し て お り, シ グ ナ ル 伝 da に は NMDA receptor と nonNMDA type by let body の struck サ ブ タ イ プ が masato and し て い る こ と が Ming ら か と な っ た. 3) シ ナ プ ス function の は 発 now period, trigeminal 経 god, tongue pharynx god 経, vagus 経 で す べ て with じ で は な く period of poor な が あ る こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, ど の 脳 経 feeling god 覚 nuclear に お い て も, シ ナ プ ス は そ の function が 顕 in turn す る prior に potential に さ れ て い て, extracellular fluid Mg ^ 2 + > < に よ っ て inhibit さ れ て い る こ と, す な わ ち, シ ナ プ ス function の 発 now に は, NMDA receptor, let body が deep く masato and し て い る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

Momose-Sato et al.: "Spreading depolarization waves triggered by vagal stimulation in the embryonic chick brain : optical evidence for intercellular communication in the developing CNS."Neuroscience. 102. 245-262 (2001)

Momose-Sato 等人：“在胚胎鸡大脑中由迷走神经刺激引发的去极化波的传播：发育中的中枢神经系统中细胞间通讯的光学证据。”神经科学。

大野喜久郎 他: "脳神経外科の最前線NO.2 21世紀の新領域とニューテクノロジー"先端医療技術研究所. 472 (2000)

Kikuo Ohno等人：“神经外科最前沿的第2名：21世纪的新领域和新技术”先进医疗技术研究所472（2000）。

Sato et al.: "Optical responses to micro-application of GABA agonists in the embryonic chick brain stem."Neuroreport. 12. 95-98 (2001)

Sato 等人：“在胚胎鸡脑干中微量应用 GABA 激动剂的光学反应。”Neuroreport。

Momose-Sato et al.: "Optical approaches to embryonic development of neural function in the brainstem."Progress in Neurobiology. 63. 151-197 (2001)

Momose-Sato 等人：“脑干神经功能胚胎发育的光学方法。”神经生物学进展。

佐々木真一 他: "内因性光学イメージングを用いたin vivoラット脊髄神経活動のモニタリング"脊髄電気診断学. 22. 32-35 (2000)

Shinichi Sasaki 等人：“利用内源性光学成像监测体内大鼠脊髓神经活动”，《脊髓电诊断》(Spinal Electrodiagnostics)，22. 32-35 (2000)。