| Project/Area Number |
22K15235
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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 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
TSUTSUMI Shinichiro 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (20862676)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 自閉スペクトラム症 / 神経活動依存的トレーシング / 視床 / 前頭連合野 / 機能的再編成 / 認知タスク / 2光子イメージング / 機能的トレーシング / 2光子カルシウムイメージング / 視床－前頭野投射 / 自閉症スペクトラム障害 / 認知学習 / 前頭前野 / 精神疾患 / 認知機能 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では神経活動依存的トレーシング法を用いて認知機能に重要な視床－前頭前野投射を同定した上で、その投射を認知行動中のマウスにおいて２光子イメージングにより観察することで、認知機能に重要な前頭前野における、視床からの高次入力を明らかにする。さらに精神疾患モデルマウスにおいて視床―前頭前野入力がどのように障害されているか調べることで、精神疾患における認知障害発症の回路機序に迫る。
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| Outline of Final Research Achievements |
By using a novel activity-dependent tracing method, this study revealed a functional reconfiguration of thalmus-frontal association cortex (FrA) projections after learning a cognitive task; from a preferential activation of VL (motor-related) thalamus to FrA projections to that of VM/Po (sensorimotor or associative) thalamus to FrA projections. We also established a technically challenging, two-photon calcium imaging of thalmus-FrA axons. In autism spectrum disorder model mice (Chd8 hKO), we found anatomical difference in thalmus-FrA projections. We failed to find functional differences in thalmus-FrA projections in Chd8 hKO mice at baseline, however, future study could reveal the difference in functional projections after the cognitive learning.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、認知学習により視床―前頭連合野投射が機能的に再編成されることを世界に先駆けて示した。また、技術的に困難である視床―前頭連合野投射軸索の2光子カルシウムイメージングの技術を確立した。自閉スペクトラム症モデルマウスChd8 hKO系統を用いた解析では、視床―前頭連合野投射が解剖学的に異なることを発見した。本研究ではChd8 hKO系統における視床―前頭連合野投射の機能的な違いは明らかではなかったが、今後の研究で、認知障害の原因となりうる視床―前頭連合野投射の異常が特定されれば、新たな診断・治療方策に向けた基盤的な知見となりうる。
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