嚥下機能における大脳皮質第一次運動野Top-down入力の修飾機構の解明

阐明大脑皮层初级运动皮层自上而下输入对吞咽功能的修饰机制

• 批准号: 19K18742
• 负责人: 西嶌 嘉容
• 金额: $ 2.41万
• 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: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K18742/
• 关键词: 大脳皮質嚥下運動野; 領域イメージング; 抑制性神経細胞; 嚥下機能; Top-down入力; 大脳皮質嚥下領野; 嚥下中枢; 領域イメージング法; 嚥下パターン受容器; 大脳皮質運動野; Topdown入力; 神経活動

嚥下運動の神経回路において、これまで皮質延髄路から嚥下パターン受容器（Central Pattern Generator）への入力が、咽頭期嚥下のタイミングを調節している可能性が示唆されてきた。しかし、その具体的な神経学的機序についてはいまだ十分に知られていなかった。そこで皮質延髄路を直接担っていると考えられている大脳皮質嚥下運動野に着目し、同領域が末梢の嚥下関連出力にどのように寄与しているのか、その機構について神経回路レベルで解析した。大脳皮質嚥下運動野の興奮性神経細胞にカルシウム感受性緑色蛍光タンパク質（GCaMP）を発現している遺伝改変マウスを用いて、末梢の嚥下関連神経の損傷前後における嚥下運動野の空間的な細胞活動を解析した。また、同領域における興奮性神経細胞を制御していると考えられる抑制性神経細胞においてもその活動を可視化することに成功した。しかし、興奮性神経細胞と抑制性神経細胞を同時に観察する実験系については現在検討中であり、同一実験動物、同一視野での観察を目指している。同実験系を用いることで、微小神経回路をより詳細に解析し神経活動操作を行えるような系を構築していきたい。また、上記の実験系を用いて、大脳からどのような入力を行うことで嚥下反射を調節しているのかを解析することを展望する。また、神経細胞を特定するプログラムを構築中であり、より客観的に関心領域を取得し大規模集団の活動を可視化し、その時間経過を観察していく。

已经提出，从皮质髓道到中央模式发生器的输入可能调节吞咽神经回路中咽吞咽的时间。然而，特定的神经系统机制仍不众所周知。我们专注于皮质吞咽运动区域，该区域被认为是直接负责皮层髓质的，并分析了该区域在神经回路水平上的机制，以使其有助于外围吞咽相关的输出。分析了在脑皮质吞咽困难运动区域中表达钙敏感的绿色荧光蛋白（GCAMP）的转基因小鼠，分析了吞咽困难运动区域的空间细胞活性，然后在受伤之前和之后损伤周围吞咽神经。此外，我们成功地可视化抑制性神经元的活性，这些神经元被认为可以调节同一区域的兴奋性神经元。但是，目前正在研究同时观察兴奋性和抑制性神经元的实验系统，目前正在研究中，旨在在同一实验动物和同一视野中观察它们。通过使用此实验系统，我们想构建一个可以更详细地分析微神经电路并操纵神经活动的系统。此外，我们将考虑使用上面描述的实验系统来分析从大脑制成的输入以调节吞咽反射。我们目前还正在建立一个识别神经元的程序，并将获得更多客观的感兴趣领域，可视化大型群体的活动，并观察到时间课程。

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