Integration of sensory information in the cerebellum revealed by in vivo whole-cell recordings and two-photon imaging.

• Project/Area Number: 18680034
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Neurophysiology and muscle physiology
• Research Institution: The University of Tokyo (2007-2008); Osaka University (2006)
• Principal Investigator: KITAMURA Kazuo The University of Tokyo, 大学院・医学系研究科, 助教授 (60423159)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥29,770,000 (Direct Cost: ¥22,900,000、Indirect Cost: ¥6,870,000); Fiscal Year 2008: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2007: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000); Fiscal Year 2006: ¥14,430,000 (Direct Cost: ¥11,100,000、Indirect Cost: ¥3,330,000)
• Keywords: 2光子励起顕微鏡 / パッチクランプ法 / プルキンエ細胞 / シナプス統合 / 小脳 / 感覚入力 / ホールセル記録 / 2光子励起イメージング

Research Abstract

動物個体の小脳において、単一プルキンエ細胞が行う感覚シナプス入力の統合メカニズムを明らかにする目的で、2光子イメージングとホールセル記録の同時計測系の開発を行った。2光子イメージングにより個体脳内の単一ニューロンを可視化し、選択的にホールセル記録をおこなう方法を新規に考案、実現し、従来法と比較して格段に実験効率を向上させることに成功した。さらに、覚醒動物におけるホールセル記録法の開発にも成功し、小脳プルキンエ細胞の感覚情報統合を定量的に解析する道を開いた。

Research Products

• [Journal Article] 2光子励起顕微鏡法を使った単一ニューロンの機能計測 (2009)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Journal Title: バイオインダストリー 26 Pages: 47-55
• [Journal Article] Targeted patch-clamp recordings and single-cell electroporation of unlabeled neurons in vivo (2008)
  • Author(s): Kitamura, K., Judkewitz, B., Kano, M., Denk, W. & Hausser, M.
  • Journal Title: Nat. Methods 5 Pages: 61-67
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] in vivoにおける神経活動の2光子励起観察法 (2008)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Journal Title: 実験医学増刊 26 Pages: 157-164
• [Journal Article] Targeted patch-clamp recordings and single-cell electroporation of unlabeled neurons in vivo. (2008)
  • Author(s): Kazuo Kitamura
  • Journal Title: Nature Methods 5 Pages: 61-67
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 動物個体脳における神経活動の多光子励起顕微鏡による観察 (2009)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 光・量子デバイス研究会
  • Place of Presentation: 和光
  • Year and Date: 2009-02-13
• [Presentation] Developmental changes in climbing fiber responses of cerebellar Purkinje cells revealed by whole-cell patch-clamp recordings in vivo (2008)
  • Author(s): Y. Kawamura, H. Nakayama, K. Kitamura, M. Kano
  • Organizer: Neuroscience 2008
  • Place of Presentation: ワシントンDC
  • Year and Date: 2008-11-18
• [Presentation] 小脳皮質における登上線維微小帯域のin vivo2光子イメージングによる解析 (2008)
  • Author(s): 喜多村和郎, 橋爪幹, 狩野方伸
  • Organizer: 生理学研究所研究会「細胞機能を制御するシグナリング機構の普遍性と特異性」
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2008-10-02
• [Presentation] 2光子イメージングを用いた個体脳単一ニューロンからの選択的記録法とその可能性 (2008)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-11
• [Presentation] 発達期小脳プルキンエ細胞のin vivoパッチクランプ法による解析 (2008)
  • Author(s): 河村吉信, 中山寿子, 喜多村和郎, 狩野方伸
  • Organizer: 第31回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-07-09
• [Presentation] Targeted whole-cell recordings from unlabeled neurons in vivo (2008)
  • Author(s): Kitamura, K.
  • Organizer: NIPS-JST国際研究集会「神経科学における非線形イメージングと蛍光バイオセンサーの最前線」
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2008-04-18
• [Presentation] 単一ニューロンにおけるシナプス統合のin vivoパッチクランプと2光子イメージングによる解析 (2007)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 「統合脳」ワークショップ「樹状突起・スパイン」
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2007-08-22
• [Presentation] 新しいin vivo可視化パッチクランプ法の開発とその応用 (2007)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 第84回日本生理学会大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2007-03-21
• [Presentation] Targeted patch-clamp recordings from unlabeled neurons in the mammalian brain (2006)
  • Author(s): K. Kitamura, W. Denk, M. Hausser
  • Organizer: Neuroscience 2006
  • Place of Presentation: アトランタ
  • Year and Date: 2006-10-15
• [Presentation] Tageted patch-clamp recording from unlabelled neurons in vivo (2006)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 第29回日本神経科学学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2006-07-21
• [Presentation] 生体内における神経活動の2光子励起イメージング (2006)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Organizer: 生理学研究所研究会「シナプス可塑性の分子的基盤」
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2006-06-28
• [Book] 2光子励起顕微鏡法を使った単一ニューロンの機能計測. ,Vol.26, No.2 (2009)
  • Author(s): 喜多村和郎
  • Publisher: バイオインダストリー
• [Book] in vivoにおける神経活動の2光子励起観察法. 実験医学増刊,Vol.26, No.12 (2008)
  • Author(s): 喜多村和郎