サル一次視覚野におけるアセチルコリンの機能的役割の解明

阐明乙酰胆碱在猴子初级视觉皮层中的功能作用

基本信息

批准号：
12J02908
负责人：
相馬祥吾
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

高齢化社会が加速する近年、認知症患者の急増は大きな社会問題となっている。レビー小体型認知症の特徴として物体・空間認識障害、幻覚などの視覚認知障害があり、アセチルコリン(ACh)分解酵素の阻害薬である塩酸ドネペジルの投与により、これらの症状が劇的に改善することが報告されているが、AChが視覚皮質での視覚情報処理に果たす役割は未解明のままである。先行研究にて、AChが麻酔下のサル(Soma et al., 2012)、およびラット(Soma et al., 2013a)の一次視覚野(V1)において反応ゲインを調節していることを見出しが、覚醒動物においてAChによる反応ゲイン調節がどのような視知覚を引き起こすのかは分かっていない。本研究では、まず、V1におけるAChの影響範囲をより実際に近い状態に近づけるため、浸潤投与法によるAChの影響を検討した。AChを浸潤投与法によりV1の広域に作用させた場合も、イオン泳動法による局所投与の場合と同じように(Soma et al., 2012 ; 2013a)、反応ゲイン調節が観察され、さらに、浸潤投与法では機能分化したV1の6層構造において異なる修飾効果も観察され、高次視覚野へ信号を出力する2/3層では無駄な神経活動を抑え、視覚刺激の位相情報だけを出力していることを確認した(Soma et al., 2013b)。この結果は、AChがV1に作用することにより視覚刺激の検出能を高めることを示唆している。そこで、ラットに視覚刺激検出課題を実施するためのシステムを構築し、この仮説を検証した。塩酸ドネペジルの腹腔内投与によりラットの脳内ACh濃度を上昇させたところ、コントラスト感度は検出課題の難易度に依存して改善されることを見出した(Soma et al., 2013c)。今後、正常な動物のコントラスト感度の変化とAChの神経活動の修飾効果との因果関係を調べることで、認知症患者における視覚障害改善の手掛かりを得られると考えている。

随着衰老社会的加速，痴呆症患者数量的迅速增加已成为一个主要的社会问题。 Lewy身体的痴呆特征包括视觉认知障碍，例如对象和空间识别障碍和幻觉。据报道，乙酰胆碱（ACH） - 降解酶的盐酸多奈氯氮盐的给药可极大地改善这些症状，但ACH在视觉皮质中的视觉信息处理中的作用仍不清楚。先前的研究发现，在麻醉猴子（Soma等，2012）和大鼠（Soma等，2013a）下，ACH调节原发性视觉皮层（V1）的反应增长，但尚不清楚ACH通过ACH的视觉感知调节会导致唤醒动物的反应响应增长。在这项研究中，我们首先检查了由于侵入性给药方法使ACH引起的效果，使V1中ACh效应的范围更接近更实际状态。当通过侵入性给药方法在V1上应用ACH时，观察到与本地给药相同的调整与通过离子噬菌体在本地给药中相同（Soma等，2012; 2013; 2013a），而在侵入性给药方法中，在六层较高的V1中，观察到的六层均具有较高的影响，并且在侵入性的六层中观察到了不同的ne dements Neural neural neural neural neural neural neural neural neural neural neural neural的均值。皮质，只有视觉刺激的相信息才能输出（Soma等，2013b）。该结果表明ACH对V1作用，从而提高了视觉刺激的检测能力。因此，构建了一个系统以在大鼠中实施视觉刺激检测任务并检验了这一假设。当盐酸多奈二奈锡的腹膜内给药增加了大鼠大脑ACH的浓度时，发现对比度敏感性取决于检测任务的难度（Soma等，2013c）。我们认为，通过研究正常动物对比度敏感性的变化与ACH神经活动的修饰作用之间的因果关系，我们可以为改善痴呆症患者视力障碍提供线索。