環境に応じた運動を実現する霊長類の脳領域間ネットワーク連関の光計測と制御
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20H03546
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
蝦名 鉄平 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (30611206)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | コモンマーモセット / 前肢運動 / カルシウムイメージング / 光遺伝学 / マーモセット |
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| Outline of Research at the Start |
平坦な道を歩いている時とゆるやかな坂道を上っている時、私たちは同じ様に足を踏み出し、歩き続けることができる。常に変化し続ける環境の中で同じ様に運動するためには、環境の情報や運動の結果をもとに次の動作を修正し続ける必要がある。本研究ではこのような「運動適応」に必要であると考えられている脳領域間の情報フローをカルシウムイメージングと光遺伝学を用いて霊長類の大脳皮質で計測し、環境に応じた運動実行のための神経活動がどのように形成されているのかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
平坦な道を歩いている時とゆるやかな坂道を上っている時、私たちは同じ様に足を踏み出し、歩き続けることができる。常に変化し続ける環境の中で同じ様に運動するためには、環境の情報や運動の結果をもとに次の動作を修正し続ける必要がある。本研究ではこのような運動適応に必要であると考えられている脳領域間の情報フローを2光子イメージングと光遺伝学を用いて霊長類の大脳皮質で計測し、環境に応じた運動実行のための神経活動がどのように形成されているのかを明らかにする事を目的としている。
２０２０年度はこの目的を達成するための基盤技術となる到達運動課題とカルシウムイメージングによる神経活動計測法の改良を進めた。特にカルシウムイメージングについてはこれまで進めてきた研究に引き続き、カルシウムセンサータンパク質の導入方法やタスク装置形状等、実験パラメータの最適化を進め、体動の影響を十分に小さくした状態で高クオリティ―のイメージングを実施する事が可能となった。また、予定していた2光子カルシウムイメージングによる神経細胞体活動の計測だけでなく、１光子カルシウムイメージングによって複数の大脳皮質領野の活動を同時に計測するための広域イメージング技術の開発に成功した。これらの技術を組み合わせる事によって脳領域～細胞レベルの空間分解能でマーモセット大脳皮質の神経活動を記録する事が可能となり、運動実行に関連する神経メカニズムの解明に貢献できると考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の目的を達成するために必要な、運動課題やイメージングの改良を進め、これまでよりも高クオリティ―の記録が可能となった。また、予定していた２光子カルシウムイメージングだけでなく、１光子カルシウムイメージングによって複数の皮質領野から同時に神経活動を計測する事が可能となったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、引き続き運動課題やイメージング技術の改良を進めつつ、実際に運動課題を行っている時のマーモセット大脳皮質でカルシウムイメージングを行い、複数の大脳皮質領野がどのように協調的に活動する事が運動実行に必要なのか、また、そのような活動がどのような神経細胞個々の活動の結果として生じているのかを明らかにしたい。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Tb3+-doped fluorescent glass for biology2021
Author(s)
Okamoto Kazuki、Ebina Teppei、Fujii Naoki、Konishi Kuniaki、Sato Yu、Kashima Tetsuhiko、Nakano Risako、Hioki Hiroyuki、Takeuchi Haruki、Yumoto Junji、Matsuzaki Masanori、Ikegaya Yuji
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Issue: 2
Pages: 1-8
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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