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統合失調症における認知機能障害への歯状回苔状細胞の関与

Research Project

Project/Area Number 18J14574
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological pharmacy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

大内 彩子  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords海馬 / 歯状回 / 苔状細胞 / sharp wave / in vivoパッチクランプ記録 / in vitro多重パッチクランプ記録 / 情報動態 / パッチクランプ記録 / 認知機能障害 / 統合失調症
Outline of Annual Research Achievements

自身の研究成果より、海馬急性スライス標本において苔状細胞の神経活動がsharp wave(以下、SW)の活動を反映することを示し、苔状細胞が統合失調症による神経伝達異常のメカニズムに寄与すると仮説を立てて研究を進めてきた。前年度には、スライス標本における結果を裏付けるため、マウスの海馬からSWを記録し、同時に苔状細胞からのin vivoパッチクランプ記録法を確立した。In vivoパッチクランプ記録により得られる波形はスライス標本における記録とは異なり、様々な領域からの入力が複雑に混ざるため、SW発生時における正味のシナプス入力を測定することは容易ではなかった。そこで本研究では、畳み込みニューラルネットワークを用いてin vivoの膜電位波形を学習させたモデルから、SW発生時の膜電位変化の定量を行うことで従来の課題を解決した。その結果、生体動物においてもSWの活動が苔状細胞の神経活動に反映されることを示した。さらに本研究では海馬から苔状細胞へのSWの閾値下における情報動態を明らかにしたいと考え、スライス標本において、海馬からSWの記録と同時に、最大5つの苔状細胞からの多重パッチクランプ記録の同時記録法を確立した。その結果、周波数成分の強さの分布を指標にして分類したSWと、SWに伴って生じる苔状細胞の膜電位変化の組合せは対応付けできることが明らかになった。すなわち、SWの情報から苔状細胞の膜電位変化の組合せを予測することが可能であることを示した。加えて、5つの苔状細胞から同時に膜電位を記録した結果、同時に記録する細胞数が増えるほど、予測の精度が向上することを示した。以上の結果から、苔状細胞がSWの活動を集団単位で符号化することを明らかにした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Quick visualization of neurons in brain tissues using an optical clearing technique2019

    • Author(s)
      Sato Yu、Miyawaki Takeyuki、Ouchi Ayako、Noguchi Asako、Yamaguchi Shun、Ikegaya Yuji
    • Journal Title

      Anatomical Science International

      Volume: 94 Issue: 2 Pages: 199-208

    • DOI

      10.1007/s12565-018-00473-z

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GABAergic inhibition reduces the impact of synaptic excitation on somatic excitation2018

    • Author(s)
      Kobayashi Chiaki、Okamoto Kazuki、Mochizuki Yasuhiro、Urakubo Hidetoshi、Funayama Kenta、Ishikawa Tomoe、Kashima Tetsuhiko、Ouchi Ayako、Szymanska Agnieszka F.、Ishii Shin、Ikegaya Yuji
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: - Pages: 00-00

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.09.014

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 海馬歯状回局所回路をリバースに伝播する脳情報動態の解明2020

    • Author(s)
      大内彩子、佐藤元重、池谷裕二
    • Organizer
      第93 回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Classification and regression of in vivo synaptic inputs using Deep Neural Network2019

    • Author(s)
      Sato, M., Noguchi, A., Gao, M., Ouchi, A., Ikegaya, Y.
    • Organizer
      The 5th CiNet Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hilar mossy cells encode ripple information2019

    • Author(s)
      Ouchi, A., Sato, M., Ikegaya, Y.
    • Organizer
      The 49th annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 深層学習を用いたシナプス入力の振幅推定2019

    • Author(s)
      佐藤元重、野口朝子、高夢旋、大内彩子、池谷裕二
    • Organizer
      ニューロコンピューティング研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習によるin vivo 神経膜電位の分類・回帰2019

    • Author(s)
      佐藤元重、野口朝子、高夢旋、大内彩子、池谷裕二
    • Organizer
      時間生成学第二回領域会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] mPGES-1 阻害薬による神経・ミクログリアのPGE2 産生抑制を介した脳梗塞障害の改善2019

    • Author(s)
      松尾由理、大内彩子、宿利美香、内藤康仁、岩井孝志、渡辺俊、尾山実砂、Jakobsson Per-Johan、田辺光男
    • Organizer
      第139 回日本薬学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習を用いた神経細胞脱分極の振幅測定2019

    • Author(s)
      佐藤元重、野口朝子、高夢旋、大内彩子、池谷裕二
    • Organizer
      第92 回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 組織透明化によるWhole-cell 記録細胞の迅速な再構築2018

    • Author(s)
      佐藤由宇、宮脇健行、大内彩子、野口朝子、山口瞬、池谷裕二
    • Organizer
      第41 回日本神経科学大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Whole-cell 記録ニューロンの迅速な再構築を目的とした組織透明化法の開発2018

    • Author(s)
      佐藤由宇、宮脇健行、大内彩子、野口朝子、山口瞬、池谷裕二
    • Organizer
      第27 回海馬と高次脳機能学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 深層学習による海馬CA1 野ニューロンin vivo 膜電位データの脱分極解析2018

    • Author(s)
      佐藤元重、野口朝子、高夢旋、大内彩子、池谷裕二
    • Organizer
      第27 回海馬と高次脳機能学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 海馬歯状回局所回路をリバースに伝播する情報連関とその動態2018

    • Author(s)
      大内彩子、池谷裕二
    • Organizer
      第27 回海馬と高次脳機能学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] mPGES-1 inhibitor ameliorates ischemic brain injury by suppression of neuronal / microglial PGE2 production and inflammation2018

    • Author(s)
      Ikeda-Matsuo,Y., Ouchi, A., Shikuri, M., Naito, Y., Iwai, T., Watanabe, S., Oyama, M., Jakobsson. P., Tanabe, M.
    • Organizer
      The 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neuronal activity backpropagating in dentate circuits2018

    • Author(s)
      Ouchi, A., and Ikegaya Y.
    • Organizer
      Joint symposium of 10th Optogenetics Research Conference and Second International Symposium on Brain Information Dynamics 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical clearing technique for quick reconstruction of whole-cell recorded neurons2018

    • Author(s)
      Sato, Y., Miyawaki, T., Ouchi, A., Noguchi, A., Yamaguchi, S., Ikegaya, Y.
    • Organizer
      The 48th annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hilar mossy cells decentralize hippocampal information back into in dentate circuits2018

    • Author(s)
      Ouchi, A., and Ikegaya Y.
    • Organizer
      The 48th annual meeting of the Society for Neuroscience
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 海馬神経同期発火の生理的意義に関する最近の知見2019

    • Author(s)
      大内彩子、佐々木拓哉、池谷裕二
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      ニュー・サイエンス社
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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