@misc{oai:tokyo-metro-u.repo.nii.ac.jp:00007605, author = {コンドウ, ヒナコ and Kondo, Hinako and 近藤, 日名子}, month = {Sep}, note = {アメフラシ類は、中枢神経系のニューロン細胞体が大きいことから、単一ニューロンレベルで神経機能を解析できる好材料として広く行動の神経機構研究に用いられている。一方、末梢にも多くのニューロン細胞体から構成される末梢神経系が存在し、末梢ニューロン回路の機能や、中枢神経系との連関機構などの研究が行われている。アメフラシ類では、消化管神経系にも比較的大型のニューロン細胞体が多数存在するため、消化管外表面上から直接これらの活動を記録できるなどの利点に着目した研究が行われている。アメフラシ(Aplysia kurodai)とフレリトゲアメフラシ(Bursatella leachii)の食性はそれぞれ大型海藻食、付着藻類食で異っており、また消化管の構造は、前者の「そ嚢」が後者より著しく大きいなどの違いがある。消化管運動は両者とも消化管神経系に内在するニューロン群のペースメーカーを起源とする神経原性リズムの自律的運動であることが示されている。ペースメーカーニューロン群はアメフラシでは「後砂嚢」上に局在し、同部域で先行して収縮が起こった後、上行した神経活動により上位の「そ嚢」での蠕動運動が惹起されることが明らかにされている。本研究では、これまでほとんど研究されてこなかったフレリトゲアメフラシの消化管神経系の構造を調べ、不明であったペースメーカーの局在を解明し、これと中枢神経系との関係を調べ、アメフラシと比較することを目的とした。まずメチレンブルー染色により消化管外表面上の消化管神経系を観察し、ニューロン細胞体の分布を調べた。細胞体は、数個ないし10個程度のクラスターとして「そ嚢」および「後砂嚢」上に多く分布し、また「そ嚢」と「前砂嚢」の境界に存在する環状神経にも高密度に存在した。さらに、「前砂嚢」表面上には細胞体は観察されないなどの特徴は、消化管形状が大きく異なるにもかかわらずアメフラシにおけるニューロン分布と一致した。電気生理学的手法を用いて、フレリトゲアメフラシの消化管神経系ニューロンの活動や神経回路の活動を調べたところ、消化管の自律運動のペースメーカーニューロン群の所在に関して「そ嚢」上に局在することを示した。消化管の蠕動運動を観察したところ、まずペースメーカーニューロン群が局在する「そ嚢」で先行して収縮が起こった後、下位の「後砂嚢」へ神経活動および収縮が伝播した。このことは、アメフラシのペースメーカー群が後砂嚢上に存在し、同部位でまず収縮が起こることなどと異なっていた。中枢神経系(口球神経節)を出た左右1対の食道神経は、食道上を下降し消化管神経系と合流する。中枢神経系と消化管神経系の関係を明らかにすることを目的に食道神経の切断による中枢神経系切除前後の消化管神経系ニューロン群の活動を比較した。バースト活動の頻度とともにバースト発火の規則性が中枢神経系の切除により増大した。食道神経の遠心性電気刺激は、腸管神経系ニューロン群のバースト活動を興奮性ないし抑制性に変化させた。また、片側の食道神経の求心性刺激は、反対側の同神経の活動を増大させ消化管神経系のバースト活動を変化させた。これらのことから食道神経を介した消化管の自律運動の中枢神経系による反射的制御の存在が示唆された。, The characteristics of Aplysia sp. make members of these species suitable for studies of the neural mechanisms underlying movements, behaviors, learning, etc. The peripheral nervous system (PNS) of Aplysia sp. contains many neuronal somata, and the functions of the peripheral neural circuits have been studied in relation to the central nervous system (CNS). The gastrointestinal (GI) tract of the animal contains a peripheral neural network, the GI-tract nervous system, consisting of a large number of neurons; accordingly, this system is sometimes termed the “second brain”. Relatively large neuronal cell bodies and neural processes reside on the outer surface of the GI tract, making it convenient to directly record the activity of the GI-tract nervous system. The feeding habits of Aplysia kurodai and Bursatella leachii differ: the former feeds on large seaweed and the latter on epilithic algae. A. kurodai has a neurogenic rhythm in the autonomous motility of the GI tract, originating from pacemaker neurons on the gizzard, whereas in B. leachii the analogous neurons have not been localized yet. In this study, we investigated the GI-tract nervous system of B. leachii to reveal the structure and function of the nervous system and its relationship with the central nervous system in comparison with those of A. kurodai. First, we performed methylene blue staining to delineate the layout of the peripheral neural network distributed on the outer surface of the whole GI tract, i.e., the esophagus, crop, and anterior and posterior gizzards. Clusters of cell bodies were found on the crop and posterior gizzard. Many clusters were distributed on the ring nerves, which are localized between the crop and anterior gizzard, whereas few cell bodies were present on the outer surfaces of the anterior gizzard. Together, these observations indicate that the distribution of peripheral neurons is similar between B. leachii and A. kurodai, even though the gross anatomy of the GI tract differs between the two species. Activities of the GI-tract nervous system in B. leachii were then recorded extracellularly. It was found that neurons on the crop were a neurogenic origin of the rhythmic autonomous contraction of the GI tract. The burst activities in the crop were initially followed by contraction of the crop itself in B. leachii. The activity conducted from the pacemaker region, the crop, to the gizzard in a downward direction, while in A. kurodai from the posterior gizzard to the crop in an upward direction, which resulted in the late contraction at the respective regions. A pair of esophageal nerves from the buccal ganglia, a part of the CNS innervates the GI tract. The bursting activities of the GI-tract nervous system became more regular after removal of CNS by cutting the esophageal nerves. The efferent electrical stimulation of the esophageal nerve exerted excitatory and/or inhibitory effects on the bursting activities. Afferent stimulation of the esophageal nerve on one side increased the activities of the same nerve on the opposite side and subsequently changed the bursting activities. From these results, it is suggested that there is a reflex central control of the spontaneous activities of the GI-tract nervous system via the esophageal nerve., 首都大学東京, 2018-09-30, 修士(理学)}, title = {フレリトゲアメフラシ(軟体動物後鰓類)の消化管神経系の活動と中枢との神経連関}, year = {2018} }