Poster session

[P1-3-25] In vivo Ca²⁺ imaging of neural activity in motor cortex of mice during mastication

〇Takafumi Katagiri^1,2, Yoshihisa Tachibana³, Kiyomi Nakayama¹, Ayako Mochizuki¹, Masanori Dantsuji¹, Tomio Inoue^1,4, Shiro Nakamura¹ (1. Dept Oral Physiol, Showa Univ Sch Dent, 2. Dept Prosthodont, Showa Univ Sch Dent, 3. Div Physiol Cell Biol, Kobe Univ Grad Sch Med, 4. Kyoto koka Women's Univ)

Keywords:カルシウムイメージング、大脳皮質、咀嚼

【目的】大脳皮質は、咀嚼の開始と維持に重要な働きをすると考えられている。咀嚼に関する大脳皮質の役割については大脳皮質の単一ニューロン活動の記録による報告があるが、個々の大脳皮質ニューロン集団の活動パターンについて報告されていない。本研究では、in vivo 2光子カルシウムイメージング法を用いて、マウス咀嚼中の大脳皮質ニューロンの活動パターンを解析した。
【方法】実験には7週齢雄性C57BL/6Jマウス（n = 3）を用いた。顎運動に関連すると報告のある大脳皮質一次運動野（Bregmaより前方2.0 mm、左方2.0 mm、深さ0.3～0.4 mm）にAAV1.Syn.GCaMP6f.WPRE.SV40を注入した。ウイルス注入後、注入部位周囲の頭蓋骨を円形に除去し、イメージング用ガラス窓を設置した。さらに、右側咬筋と右側顎二腹筋前腹に筋電図電極を埋入し、ステンレスフレームを頭部に固定した。ウイルス注入から3～4週間後、覚醒下のマウスの頭部を正立顕微鏡のステージ上に固定し、球状のエサ（直径3.0 mm）を咀嚼させた際の大脳皮質ニューロンの2光子Ca²⁺イメージングと咬筋・顎二腹筋の筋電図の同時記録を行った。
【結果】全てのマウスにおいて、エサの咀嚼前と比べてエサの咀嚼中に多くの大脳皮質一次運動野第2/3層ニューロン（80.26 ± 8.0%）で蛍光強度の増加がみられた。さらに、2ニューロン間の活動の相関関係をすべての組合せについて解析したところ、エサ咀嚼中の蛍光強度変化は咀嚼前と比べて高い相関を示した。
【考察】以上の結果から、咀嚼運動に伴い大脳皮質一次運動野第2/3層ニューロン集団の活動が上昇すること、さらに同期して活動するニューロンが増加することが示唆された。