2光子顕微鏡を用いた大脳皮質運動野の嚥下機能Top-down修飾機構と病態解明

利用双光子显微镜阐明大脑皮层运动皮层吞咽功能自上而下的修饰机制和病理学

• 批准号: 20K18262
• 负责人: 穴澤 卯太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Dokkyo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K18262/
• 关键词: 大脳皮質嚥下領野; 嚥下機能; 内因性シグナル; 末梢神経; 大脳皮質嚥下運動野; 2光子レーザー顕微鏡; 嚥下障害; 大脳皮質運動野; 神経回路; Top-down修飾

2022年度の研究実績において以下の結果を得た。①赤外線カメラを用いたマウスリッキングシステムによる嚥下運動の行動学的評価方法これまでマウスの運動学習課題などにおいて、飲水時の大脳皮質イメージングや前肢の動態に対する赤外線カメラによる解析についてはすでに報告されていたが、この系を応用しマウス頭部固定下においてリッキングシステムを用いた飲水のタイミングを赤外線カメラによって2方向から撮像し、嚥下運動による頸部筋肉の運動動態に関する実験系構築を行った。同時に嚥下関連筋の筋電図計測を行う予定であったが、覚醒下での実験系構築は難しくまずリッキングシステムを用いた実験系を優先させた。②咽頭期までの潜時を測定するため嚥下のスタートを口腔期とし、舌の動きを赤外線センサーでモニターすることで、生理的な嚥下時の動きを3次元的に解析し定量化する検討を行った。マウスの舌の動きは複雑であり、一次元のセンサーではその動きを捉えることが難しくより高度な行動解析が必要であった。③マウス頭蓋骨を露出させ嚥下時の内因性シグナルの測定を試みた。内因性シグナル測定に必要なレンズ、LEDライト、解析プログラムの検討を行うことができた。同実験系をより安定的に構築させることで、各マウスの嚥下関連領野から共通領域を抽出し、その他の運動野との領域の差異を検討した。嚥下関連運動野はより吻側に位置しており、嚥下関連感覚野はより尾側に位置していることが明らかとなった

2022年的研究成果得到以下结果。 ① 使用红外相机的小鼠舔系统进行吞咽运动的行为评估方法迄今为止，还没有在小鼠运动学习任务中使用红外相机对饮水过程中的大脑皮层成像或前肢动力学进行分析的报道。该系统在小鼠头部固定的情况下，利用红外摄像机对舔系统从两个方向对饮水时间进行成像，并构建了实验系统来研究吞咽运动过程中颈部肌肉的运动动力学。同时，我们计划测量吞咽相关肌肉的肌电图，但在清醒条件下构建实验系统很困难，因此我们优先考虑使用舔系统的实验系统。 ②为了测量咽期的潜伏期，我们将吞咽开始视为口腔期，并用红外传感器监测舌头的运动，对吞咽过程中的生理运动进行三维分析和量化。小鼠舌头的运动很复杂，用一维传感器很难捕捉到它们，需要更先进的行为分析。 ③暴露小鼠头骨并尝试测量吞咽过程中的内源信号。我们能够研究测量内源信号所需的透镜、LED 灯和分析程序。通过更稳定地构建相同的实验系统，我们从每只小鼠的吞咽相关区域中提取了共同区域，并检查了这些区域与其他运动区域之间的差异。结果表明，与吞咽相关的运动区位于更靠近喙部的位置，而与吞咽相关的感觉区则位于更靠近尾部的位置。

项目成果

マウス大脳皮質嚥下運動野における神経細胞腫特異的な活動動態.

小鼠大脑皮层吞咽运动区神经细胞瘤特异性活动动力学。

• 发表时间: 2022
• 作者: 西嶌嘉容;穐吉亮平, 栃木康佑, 穴澤卯太郎, 坂本光, 田中康広
• 通讯作者: 穐吉亮平, 栃木康佑, 穴澤卯太郎, 坂本光, 田中康広