小脳プルキンエ細胞による運動・非運動情報の符号化様式の解明
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22K07324
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
池添 貢司 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (10596430)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 小脳 / プルキンエ細胞 / 運動 / マウス |
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| Outline of Research at the Start |
動物は変化する内外環境に対して素早く適応し、意図した運動を行う。この運動制御・学習において小脳は重要な役割を果たす。小脳皮質の唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞の複雑スパイクは感覚運動情報を符号化し運動学習の基盤と考えられてきたが、近年報酬のような非運動情報も符号化していることが明らかになった。しかし、感覚運動情報と非運動情報の統合様式や、非運動情報の運動学習への寄与については不明である。本研究課題では、随意運動中のプルキンエ細胞の複雑スパイクによる運動・非運動情報の符号化様式と、その学習に伴う変化、変化に対する報酬の影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物は常に変化する内外環境に対して素早く適応し、意図した運動を行う。この運動制御・学習において小脳は重要な役割を果たす。小脳皮質の唯一の出力細胞であるプルキンエ細胞の複雑スパイクは感覚運動情報を符号化し運動学習の基盤と考えられてきた。近年、報酬のような非運動情報も符号化していることが明らかになった。しかし、感覚運動情報と非運動情報が個々の細胞で統合されているかや、非運動情報の運動学習への寄与については不明である。本研究課題では、随意運動課題を行うマウスのプルキンエ細胞から２光子カルシウムイメージングと多点電極による計測を行い、複雑スパイクによる情報符号化様式と、その学習に伴う変化、変化に対する報酬の影響を明らかにする。
令和４年度は自発レバー引き課題を行うマウスのプルキンエ細胞から２光子カルシウムイメージングで計測した複雑スパイクの情報符号化様式を検討した。符号化モデルを用いた解析法を適用し、一部の細胞で、複雑スパイクがレバーの軌跡やリッキングに関係する運動情報とともに報酬に関係する情報を符号化していることが明らかになった。また、似た情報を符号化している細胞は皮質内で近接していることが明らかになった。この結果について、学会で発表を行うともに、国際誌へ論文投稿を行った。
また、異なる行動課題遂行中のマウス小脳から多点電極による計測も行い、プルキンエ細胞の複雑スパイクだけでなく単純スパイクやほかの細胞種における情報符号化様式の、より高い時間精度での解明やその学習に伴う変化を検討している。
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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
本研究課題の主要な目的の一つである、小脳のプルキンエ細胞における運動関連情報と報酬関連情報の収れんが明らかになった。この結果について学会発表をおこない、現在論文投稿を行っているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
このまま進める。
特に多点電極を用いた小脳細胞活動計測や学習に伴う符号化の変化について研究を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
