Developmental regulation of microcolumn

• Project/Area Number: 18K14827
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: Yoneda Taisuke 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (40709218)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 大脳皮質 / マイクロカラム / マウス / 視覚野 / 細胞タイプ / カラム / 機能形成 / 5層 / 6層 / ５層 / ６層 / 発達

Outline of Final Research Achievements

The neocortex contains diverse neuronal subtypes. Previously we reported a subtype of cortical neurons in layer V forms microcolumns. Microcolumns in the adult mice show a functional correlation of neuronal responses. To reveal whether microcolumns show related functions in the juvenile mice, we performed two-photon calcium imaging at 4 weeks of age. We found neurons in a microcolumn show diverse neuronal responses. These results indicate a developmental regulation of microcolumnar functions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生後初期のマウスにおける大脳皮質の特異的な神経回路の形成機構には不明な点が多い。本研究によって一次視覚野における細胞タイプ特異的な機能構造の形成機構の一端が明らかになった。マイクロカラムはマウス大脳皮質の運動野、体性感覚野、視覚野と複数の領野にあり、ヒトにおいても報告されている。本研究結果を基にして、大脳皮質共通の回路形成機構が解明されることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] 総説 大脳皮質の単位回路 (2018)
  • Author(s): 細谷 俊彦、中川 直、米田 泰輔、丸岡 久人
  • Journal Title: BRAIN and NERVE Volume: 70 Issue: 12 Pages: 1381-1388
  • DOI: 10.11477/mf.1416201197
  • ISSN: 1344-8129, 1881-6096
  • Year and Date: 2018-12-01
  • Open Access
• [Journal Article] Large-scale Three-dimensional Imaging of Cellular Organization in the Mouse Neocortex (2018)
  • Author(s): Yoneda Taisuke、Sakai Seiichiro、Maruoka Hisato、Hosoya Toshihiko
  • Journal Title: Journal of Visualized Experiments Volume: 139 Issue: 139
  • DOI: 10.3791/58027
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 同一神経細胞の麻酔、覚醒下における空間周波数応答特性の変化 (2020)
  • Author(s): 呉 嘉豪, 米田 泰輔, 吉村 由美子
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] マウス視覚野における細胞タイプ特異的な神経回路形成計測法の確立 (2019)
  • Author(s): 米田泰輔、吉村由美子
  • Organizer: NINS分野融合型共同研究事業ワークショップ『運動・行動から紐解く脳神経回路発達メカニズムの異分野融合研究による解明』
• [Presentation] 大脳皮質一次視覚野における細胞タイプ特異的な神経回路形成計測法の確立 (2019)
  • Author(s): 米田泰輔、吉村由美子
  • Organizer: 第9回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
• [Presentation] 大脳新皮質基本モジュール構造の計算モデル (2018)
  • Author(s): 細谷 俊彦, 米田 泰輔, 丸岡 久人
  • Organizer: 第41回日本神経科大会