in vivo脳深部で多ニューロン活動を可視化する一次世代ツールを目指して

旨在开发下一代工具来可视化体内大脑深处的多神经元活动

基本信息

批准号：
19659013
负责人：
池谷裕二
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19659013/
关键词：
イメージング in vivo 血管海馬カルシウム神経回路

项目摘要

多ニューロン活動のカルシウム画像法は次世代ツールとして注目されているが、しかしながら、現時点では、脳スライス標本において成功を収めていたに過ぎなかった。そこで、本研究では、この新技法を個体動物の脳に応用し、生きた動物でニューロン活動を記録することに挑戦した。しかも、大脳皮質のような脳の表層部位ではなく、脳の深部での観測法を確立を試みた。とりわけ従来はまったく不可能であった海馬からの記録に挑戦した。最終年度である20年は、特別設計された尖端状の極細対物レンズを用いることで、実際に、脳深部からのイメージングが可能であることを証明した。具体的な実験としては、血管造影剤FITC dextranを静脈内投与し、血流速と血液細胞数を同時に観察した。脳のエネルギー代謝における恒常性は、脳への安定した血流供給により維持されている。たとえば、脳には急激な血圧変化に対しても、脳血流を一定に保つような機構が働く。これは自動調節能と呼ばれ、古くから知られている。しかし、海馬のような脳深部から1本1本の毛細血管の解像度で自動調節能を観察した研究は過去になく、本研究で新たに開発したスティック型の細径対物レンズがこれを可能とした。薬理学的に血圧を一過性に変化させ、海馬と末梢組織の毛細血管で血流速度変化を比較し、脳実質内血管における自動調節能の存在を確認した。一方、その速度変化は個々の血管で様々であったことから、自動調節能とは脳全体での調節だけではなく、個々の血管レベル、すなわち局所的な調節も関与することが本研究より初めて明らかとなった。

多神经元活性钙成像吸引了作为下一代工具的注意力，但是在这一点上，它仅在大脑切片标本中取得了成功。因此，在这项研究中，我们将这种新技术应用于单个动物的大脑，并试图记录活动物中的神经元活动。此外，我们试图建立大脑深处的观察方法，而不是大脑表面部分，例如大脑皮层。特别是，他试图从海马中记录，这是以前完全不可能的。在2020年的最后一年，我们证明，通过使用特殊设计的尖端形的超细目标镜头可以从深脑中进行成像。在特定的实验中，血管造影剂FITC右旋液进行静脉内给药，同时观察到血流量和血细胞计数。脑能量代谢中的稳态通过向大脑的血流供应稳定来维持。例如，大脑的机制即使在血压突然发生变化时也能保持恒定的血流。这称为自动调整能力，已有很长时间了。然而，以前没有研究在每个毛细血管在大脑深处（例如海马）的分辨率下观察到自动调节能力，而新开发的Stick-Type薄直径晶状体可能是可能的。在药理上，血压瞬时变化，并比较了海马和外周组织中毛细血管的血流速度变化，从而证实了脑实质血管中血管中的自动调节潜力。另一方面，由于速率在单个血管中的变化有所不同，因此这项研究首次表明自调能力不仅在整个大脑中受到调节，而且还涉及单个血管水平，即局部调节。