| Project/Area Number |
21K15635
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Tohoku University (2022)
National Institutes for Quantum Science and Technology (2021) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | in vivoイメージング / 神経ネットワーク / 二光子顕微鏡 / ２光子レーザー顕微鏡 / カルシウムイメージング / 恐怖条件付け / 認知症 / タウ |
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| Outline of Research at the Start |
脳においてニューロンがどのように神経回路を形成し、情報処理をおこなっているのかを理解することは、認知症などの脳疾患による神経回路破綻のメカニズムを理解するうえで重要である。しかし、現在の脳神経機能研究では単一細胞レベルの空間分解能で領野内および領野間神経ネットワークの機能を評価する系は実現されていない。本研究では、個々のニューロンから構成される神経回路の機能評価を実現し、記憶学習時の神経回路の可塑的変化と、認知症モデルマウスにおけるその破綻の解明を目指す。そのために、広視野型２光子顕微鏡を使用した数万個のニューロンの機能イメージングと、VR行動実験システムを使用した記憶・学習試験を同時に行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of the present study was to elucidate learning-induced changes in neuronal network on a single cellular level. Calcium imaging using a wide-field two-photon laser microscope was performed on mice conditioned with fear memories to record the activity of thousands of neurons in the cerebral cortex. A novel evaluate method developed to detect changes in neuronal networks revealed changes in brain networks associated with memory formation.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでの脳神経機能研究では単一細胞レベルの空間分解能で神経ネットワークの機能及びその変化を評価する方法は実現されていなかったため、脳疾患や加齢に伴う神経ネットワークの変化についての調査は不十分であった。本研究で開発された評価手法は脳疾患研究における脳機能障害の理解や治療法開発だけでなく、基礎神経科学における神経回路の解読や制御などにも役立つことが考えられる。
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