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マウス高次視覚野の機能的な違いの獲得メカニズムについての研究

Research Project

Project/Area Number 15J03597
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General physiology
Research InstitutionThe University of Tokyo (2017)
Kyushu University (2015-2016)

Principal Investigator

村上 知成  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsマウス視覚野 / カルシウムイメージング / 視覚経路 / 機能発達 / 高次視覚野 / 広域カルシウムイメージング / トランスジェニックマウス
Outline of Annual Research Achievements

霊長類の視覚野において、物の“形”と“動き”に関する視覚情報は、異なる視覚皮質経路によって処理される。近年、マウスの大脳皮質視覚野には9つの高次視覚野が存在し、これらの領野が同様に2つの視覚情報処理経路を構成している可能性が、解剖的手法を用いた研究から示唆された。しかし、これらの経路を構成する高次視覚領野がどのような視覚情報を処理しているのか、まだ完全に解明されていない。そこでマウス高次視覚野において、動きと形の情報を含む視覚刺激がどの領野で処理されているのか調べた。
今回は動く速度と格子の幅を様々な組み合わせで変えた格子状刺激に対する視覚応答を、9つの高次視覚領野を含む広範囲にカルシウムイメージングで観察した。その結果、側頭葉付近に位置する高次視覚領野は“形”に関する視覚情報を、頭頂葉付近に位置する高次視覚野は主に“動き”に関する視覚情報を選択的に処理していることを発見した。この機能的な経路は、過去に報告された解剖学的な経路と一致していた。この結果から、マウス視覚野でも霊長類と同様に、異なる視覚情報はそれぞれ異なる皮質経路で処理されることが示された。
次に、これらの視覚経路の機能がどの段階で獲得されているのかを、マウス幼児が開眼した直後(15日齢)と20、25日齢の3段階で調べた。その結果、開眼直後と20日齢の高次視覚野は視覚応答を示すが、経路の機能的な違いは明瞭に分かれていなかった。しかし、25日齢になると機能的違いがはっきりと分かれていた。この結果から、マウス視覚経路の機能的な違いは開眼後に次第に獲得されることが明らかとなった。
ここまでが本研究テーマの1段階目の実験における結果であり、論文にまとめ発表した(Murakami et al., 2017)。この1段階目の研究結果から、マウス高次視覚野の機能的な違いが開眼後からの視覚経験により獲得される可能性が示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Neuronal Origin of the Temporal Dynamics of Spontaneous BOLD Activity Correlation.2018

    • Author(s)
      T. Matsui, T. Murakami, K. Ohki
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: in press Issue: 4 Pages: 4500-5000

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy045

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional Segregation and Development of Mouse Higher Visual Areas2017

    • Author(s)
      T. Murakami, T. Matsui, K. Ohki
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience

      Volume: 37 Issue: 39 Pages: 9424-9437

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0731-17.2017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transient neuronal coactivations embedded in globally propagating waves underlie resting-state functional connectivity.2016

    • Author(s)
      Matsui T, Murakami T, Ohki K.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      Volume: 113 Issue: 23 Pages: 6556-61

    • DOI

      10.1073/pnas.1521299113

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Wide-field Ca(2+) imaging reveals visually evoked activity in the retrosplenial area2015

    • Author(s)
      村上知成, 吉田盛史, 松井鉄平, 大木研一
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      Volume: 8 Pages: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnmol.2015.00020

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neuronal activity is not required for the initial formation and maturation of visual selectivity2015

    • Author(s)
      萩原 賢太, 村上知成, 吉田盛史, 田川義晃, 大木研一
    • Journal Title

      Nature Neuroscience

      Volume: 18 Issue: 12 Pages: 1780-1788

    • DOI

      10.1038/nn.4155

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Multi-scale, multi-modal imaging of the visual cortical network in marmosets.2018

    • Author(s)
      Matsui T, Hashimoto T, Uemura M, Murakami T, Kikuta K, Kato T, Ohki K
    • Organizer
      第7回マーモセット研究会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional micro architecture of direction selectivity in the cat area 172017

    • Author(s)
      Matsui T, Nishiyama M, Murakami T, Ohki K
    • Organizer
      第17回 東京大学生命科学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional microarchitecture of direction selectivity in the cat area 172017

    • Author(s)
      Matsui T, Nishiyama M, Murakami T, Ohki K
    • Organizer
      第40回神経科学大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiscale Calcium Imaging in Visual Cortex of Marmoset Monkeys.2017

    • Author(s)
      Hashimoto T, Uemura M, Matsui T, Murakami T, Ohki K
    • Organizer
      第40回神経科学大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Brain-wide mapping of stimulus induced variability quenching reveals modularity of cortical networks.2017

    • Author(s)
      Matsui T, Murakami T, Ohki K.
    • Organizer
      Computational and Cognitive Neuroscience.
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alteration of transient neuronal coactivation pattern explains dynamic and static change of resting-state functional connectivity2016

    • Author(s)
      Teppei Matsui, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2016-07-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Top-down developmental progression of functional cortical network revealed by wide-field Ca2+ imaging2015

    • Author(s)
      Murakami T, Matsui T, Ohki K
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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