新開発の単離脳を用いた嗅覚中枢情報表現の研究

使用新开发的孤立大脑进行嗅觉中枢信息表示的研究

基本信息

批准号：
20019008
负责人：
飯島敏夫
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20019008/
关键词：
嗅覚情報処理単脳標本梨状皮質多点電極単離脳モルモット

项目摘要

ニオイ受容細胞から嗅球までの嗅覚情報処理については、高次脳機能研究における視覚系の研究に匹敵するほど、解明が進んだ。その一方で、嗅球より上位の中枢脳領域、例えば梨状皮質、嗅内皮質や辺縁系、さらには扁桃体、視床などにおける嗅覚情報の表現や処理機構についてはほとんど不明で、その解明が待たれている。本研究は最近、我々が開発した嗅上皮(ニオイ受容細胞)付き単離脳標本を用いてこの問題に取り組んだ。具体的には、梨状皮質においてニオイ情報、すなわち種類や濃度がどのように神経活動の差として表現されるかの解明研究を進めた。嗅球と梨状皮質の神経結合の解剖学的知見などから、梨状皮質ではニオイ情報が神経活動の時間的、空間的変化として表現される可能性が高い。これを検証するため、6x3マトリクスの18チャンネル多点電極システム2つをそれぞれ、梨状皮質の前方部と後方部にセットし、1)ニオイ刺激の種類により、神経活動の空間・時間的変化に違いが表れるか、2)同一種のニオイ刺激で、濃度を変化させた場合に、神経活動の空間・時間的変化が観られるか、について実験的に調べた。その結果、前梨状皮質においてニオイ種に対応した神経活動の空間パターンは見出されなかったが、皮質内に分散して存在するニューロンが、複数のニオイ情報を受け取ることで新たなニオイ情報表現を生成に寄与する可能性が示唆された。また、特定の濃度レンジで強く応答するニオイの濃度表現ニューロンが発見された。

对从气味受体细胞到嗅球的嗅觉信息处理的理解已经取得了与高级脑功能研究中对视觉系统的研究相当的程度。另一方面，对于嗅球上方的中枢大脑区域，如梨状皮层、内嗅皮层、边缘系统、杏仁核和丘脑的嗅觉信息的表征和处理机制知之甚少，有待进一步的阐明。。在这项研究中，我们最近使用我们开发的具有嗅觉上皮（气味受体细胞）的分离脑标本解决了这个问题。具体来说，我们进行了研究，以阐明气味信息（即类型和浓度）如何表达为梨状皮层神经活动的差异。基于嗅球和梨状皮层之间神经连接的解剖学知识，气味信息很可能表达为梨状皮层神经活动的时间和空间变化。为了验证这一点，我们在梨状皮层的前部和后部分别设置了两个 6x3 矩阵的 18 通道多点电极系统，我们通过实验研究是否出现任何差异，以及 2）神经的空间和时间变化。当同一物种的气味刺激浓度不同时，观察到活性。结果，在前梨状皮层中没有发现与气味种类相对应的神经活动的空间模式；然而，分布在皮层内的神经元能够通过接收多种气味信息来表达新的气味信息。到一代此外，还发现了在特定浓度范围内反应强烈的表达气味浓度的神经元。