(JST)より移管されたものです。液晶プロジェクターと実体顕微鏡を組み合わせて、マウスの脳表面(大脳皮質)の任意の部位に光をあてることが出来る光照射装置を作製しました。大脳皮質にチャネルロドプシンという光感受性の物質を発現している遺伝子改変マウスの大脳皮質に、光照射装置を使って小さい白色光スポットを照射し、光照射領域の神経細胞を興奮させることが出来ました。遺伝子改変マウスの大脳皮質に小さい白色光スポットをグリッド状に順番に照射して照射部位を興奮させ、大脳基底核の出力部である淡蒼球内節の神経細胞の活動を記録しました。大脳皮質への光照射は電気刺激と同様に、淡蒼球内節の神経細胞に早い興奮-抑制-遅い興奮という3相性の活動を生じさせました。白色光スポットを大脳皮質の上で動かすことにより、淡蒼球内節の神経細胞に抑制性の活動を生じさせる大脳皮質の領域は非常に小さいのに対し、その周辺の広い大脳皮質領域が同じ淡蒼球内節の神経細胞に早い興奮と遅い興奮を生じさせることがわかりました。淡蒼球内節の抑制が運動を誘発し、早い興奮と遅い興奮は運動を抑制することから、大脳皮質の限局した小さい領域が淡蒼球内節の神経細胞に抑制性の情報を送り、目的の運動を引き起こすように働くのに対し、周辺の広い領域はその神経細胞に興奮性の情報を送り、不必要な運動が起こらないようにブレーキをかけていると考えられます。液晶プロジェクターと実体顕微鏡を組み合わせて作製した光照射装置(左)と、マウス大脳皮質の光照射部位(右)。固定されたマウスの大脳皮質表面に照射される。含む4mm×3mmの領域において、直径1mmの光スポットを1mm間隔のグリッド状に照射した。大脳皮質への光照射に対する神経活動を示すヒストグラムを、4×3の光照射スポットの位置に従って配列した(A上)。各スポットへの光照射に対し、淡蒼球内節の神経細胞は、早い興奮、抑制、遅い興奮という3相性の活動、あるいは、早い興奮と抑制、抑制と遅い興奮など、3つの要素のうちの一部を示した。各ヒストグラムから早い興奮、抑制、遅い興奮の大きさを算出し、大脳皮質の光照射スポットに対応する等高線地図を作製したところ、淡蒼球内節の神経細胞に抑制を生じさせる領域は狭いのに対し、早い興奮と遅い興奮を生じさせる領域は、その周辺の広い範囲に及んでいることがわかった(A下)。このような等高線を、多数の神経細胞で加算平均した結果。『限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮』という情報入力様式が明確に示されている。『限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮』という大脳皮質から大脳基底核への情報入力様式が、『必要な運動を引き起こし、不要な運動を抑制する』神経基盤となっている。淡蒼球内節の1つの神経細胞に抑制性入力を送る大脳皮質の領域は小さく限局しており、周辺の領域は同じ神経細胞に興奮性入力のみを送っている。「抑制」は運動を誘発し、「早い興奮」と「遅い興奮」は運動を抑制することから、『限局した領域からの抑制性入力』は必要な運動を行うために機能し、周辺の別の運動プログラムに関係する『広い領域からの興奮性入力』は、不必要な運動を抑制するために機能すると考えられる。運動をコントロールする役割を果たし、パーキンソン病など大脳基底核の疾患では、重篤な運動の障害が生じることが広く知られています。今回、『限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮』という大脳皮質から大脳基底核への情報入力様式が、『必要な運動を引き起こし、不要な運動を抑制する』神経基盤となっていることを示すことが出来ました。これにより、『限局した領域からの抑制』が減少すれば、パーキンソン病にみられるように、運動が引き起こせなくなり、逆に増加すればジストニアなどのように運動が過剰になると考えられます。『限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮』のバランスを正常に戻してやれば、運動が正常化されることが期待できます。:大脳の深部にある神経細胞の集団。大脳皮質から信号を受け取り、情報処理を行った後の出力を、視床と呼ばれる脳部位を介して大脳皮質に戻し、大脳皮質の活動を調節することによって運動をコントロールする役割を果たす。大脳基底核に異常が生じると、パーキンソン病、ジストニア、チックなどの様々な運動障害が生じる。淡蒼球内節:大脳基底核の出力部であり、出力信号を視床に送る役割を果たす。チャネルロドプシン:光刺激、特に青色光によって、細胞を興奮させる作用がある物質。本来、藻類に発現しているが、遺伝子改変技術を用いることにより実験動物の神経細胞などに発現させることができる。これにより、光照射によってマウスの神経細胞を興奮させることができるようになった。このような技術を光遺伝学と呼ぶ。FAX:03-6870-2243email:kenkyuk-ask“AT”amed.go.jp※E-mailは上記アドレス“AT”の部分を@に変えてください。Reserved.本ウェブサイトは、提供するサービス向上のため、クッキー(Cookie)を使用しております。このバナーを閉じる、または継続して閲覧することで、クッキーの使用に同意いただいたものとさせていただきます。詳細につきましては、プライバシーポリシーをご覧ください。