Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

脳・神経 / 高性能レーザー / 運動野 / 大脳皮質 / 神経科学

高次運動野（M2）と一次運動野（M1）の間での機能的・解剖学的シナプス結合様式を系統的に調べた。ChR2光刺激法と電気記録を組み合わせることで、M2からM1へは主に5層から、M1からM2へは主に2/3層からシナプス投射していることを見出した。逆行性および順行性蛍光トレーサーの実験においてこの機能結合層非対称性は支持された。またアデノ随伴ウイルスを用いてGCaMPを広域の大脳皮質の神経細胞に発現させ、それを広範囲に２光子イメージングする実験系を覚醒マウスにおいて確立した。ChR2の光刺激時間を長くすることで複雑運動の大脳皮質における表現様式を系統的に明らかにした。

ニューロン / シナプス機能 / 脳・神経 / 神経科学 / 高性能レーザー

ケイジドGABAであるCDNI-GABAの2光子励起活性化法によって、シナプス前終末からのGABA放出によるGABA受容体シナプス電流とほぼ同じキネティックスをもつGABA受容体電流を得ることができ、その空間解像度は光軸に対しておよそ2μmであった。これを用いて、GABA受容体の3次元機能マッピングを行い、細胞体付近および細胞体近傍の樹状突起の膜上に沿ってGABA受容体のホットスポットが点在していること、GABA受容体のホットスポットがグルタミン酸受容体のホットスポットと異なること、軸索起始部においても機能的GABA受容体が存在することを明らかにした。また別のケイジドGABAであるDCAC-GABAとケイジドグルタミン酸CDNI-Gluとを併用する方法を開発した。この方法によって細胞体に存在する抑制性シナプスをケイジドGABAによる2光子励起法で刺激し過分極を誘発させると、ケイジドグルタミン酸を多数のシナプスで2光子刺激して誘発された大きな脱分極の細胞体への伝播を抑えて活動電位誘発を阻害できることを再現よく繰り返すことが出来るようになった。

【研究分担者】
岡田尚巳	日本医科大学	大学院医学研究科	教授	(Kakenデータベース)