ヤギ視床下部正中隆起部で観察される生理機能に関連する神経活動

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要約

ヤギの視床下部正中隆起部に慢性的に電極を挿入し、多ニューロン発射活動を覚醒下で連続的に計測すると、ストレス反応や生殖機能の調節などの生理機能に関連する神経活動がリアルタイムに解析できる。

  • 担当:畜産試験場 生理部 適応生理研究室
  • 連絡先:0298-38-8649
  • 部会名:畜産
  • 専門:生理
  • 対象山羊
  • 分類:研究

背景・ねらい

視床下部は摂食行動、繁殖行動、代謝機能、ストレス反応などの本能機能の調節に深く関与する部位であることが知られおり、その調節機構の解明は、家畜の 生産効率や抗病性改善のための基盤的な知見につながるものと考えられる。しかし、反芻動物における視床下部の役割については不明な点が多く残されている。 そこで本研究ではシバヤギを実験動物として用い、視床下部内の生理機能に密接した神経活動の解析手法を確立し、視床下部の機能を解析していくためのツール を提供することを目的とする。

成果の内容・特徴

シバヤギ脳アトラス、脳室造影像を参考にしながら、視床下部正中隆起部に電極を慢性的に装着し (図1)、 覚醒下で、Multi Unit Activity (MUA)を一秒間の発火回数(spike)として連続的に記録した。得られた神経活動の生理学的意義を、計測部位、行動・内分泌性状の変化、刺激に対する反応等の観点から解析したところ、以下の結果が得られた。

  • 拘束ストレスに鋭敏に反応する神経活動が観察された (図2)。 拘束後、血中のコルチゾールの上昇が見られたことから、この神経活動はCRH/AVPの下垂体への分泌活動を反映しているものと推察される。
  • 乳頭の刺激に対して特異的かつ鋭敏に反応する神経活動が観察された (図3)。 反応の早さ(1秒以内)から、この神経活動はオキシトシンの分泌活動を反映しているものと推察される。
  • GnRHのパルス状分泌調節機構の活動を反映している神経活動が観測された。この活動を指標として、CCKの生理機能を検討したところ、摂食行動を抑制するのみならず、強力にGnRHのパルス状分泌を促進することがわかった (表1)。

    • 略語

    CRH; 副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン

    AVP; アルギニンバゾプレッシン

    GnRH; 性腺刺激ホルモン放出ホルモン

    CCK; コレシストキニン

成果の活用面・留意点

以上のことから、視床下部の神経活動をMUAとして電気生理的に計測する手法は、生理機能に密着した優れた脳・神経機能のモニターシステムとして活用できる。

具体的データ

図1.電極の挿入部位を表す脳室造影像の模式図

 

図2.正中隆起で観察された拘束刺激に反応する神経活動の模式図

 

図3.正中隆起で観察された乳頭刺激に特異的に反応する神経活動の模式図

表1.GnRHのパルス状分泌活動および採食行動におよぼすCCKの影響

 

その他

  • 研究課題名:脳・神経活動モニターシステムの開発
  • 予算区分:フロンティア特別研究[脳アトラス]
  • 研究期間:平成12年度(平成9～12年度)
  • 研究担当者:岡村裕昭、大蔵聡、松本和典、山岸規昭
  • 発表論文等:
    1.CCK strongly accelerates the activity of the GnRH pulse generator in goats: a possible mediator of pheromonal effects on reproduction. Ichimaru, Mori, Okamura, Brain Nose & Pituitary International Symposium, P43, Waseda Univ. Dec. 6-8, 2000.
    2.ヤギ視床下部内側基底部で観察された様々な神経活動とその生理的意義. 市丸、森、岡村、日本畜産学会第98回大会、発表予定、2001年3月