| Project/Area Number |
23K18161
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
喜多村 和郎 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60423159)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小泉 修一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10280752)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 神経細胞 / アストロサイト / イメージング / 運動 |
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| Outline of Research at the Start |
脳はニューロンとグリア細胞からなる一つの巨大なシステムであるが、これまでそれぞれ明確な役割分担があるものとして理解されてきた。本研究では、ニューロンとグリア細胞からなるネットワークを「超神経場」と定義し、一つのシステムとして脳情報を記述する方法を確立する。運動中のマウスでニューロンとグリア細胞の活動を同時に可視化して脳情報表現を明らかにし、運動や感覚、報酬や判断などのマルチモーダル脳情報とその学習をより正確に再現できることを示す。本研究で提案する「超神経場」という概念によってニューロン-グリア細胞ネットワークを1つの情報処理システムと捉え直して新たな脳情報処理システムを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質および小脳において、ネットワークレベルでニューロンとアストロサイトの活動を同時に観察するために、マクロ蛍光顕微鏡の多色化に取り組んだ。マクロ蛍光顕微鏡に2色の光源とフィルタセット、2台のカメラを搭載し、緑と赤の蛍光を同時に観察することができるようにした。異なる波長のカルシウムセンサータンパク質を用い、ニューロンおよびアストロサイトの活動を観察できることを確認した。開発した顕微鏡を用いて、運動課題を実行中のマウス大脳および小脳のニューロン活動を観察したところ、運動開始前後や課題の成功失敗のタイミングにあわせた活動が観察されたことから、運動課題に関連した細胞活動が捉えられていることを確認した。また、同様の運動課題を実行中にアストロサイトの活動を大脳皮質で観察したところ、ニューロンとは異なるタイミングで起こる活動も観察されており、今後、ニューロン活動とアストロサイト活動の同時観察により、両者の関係をより詳細に解析していく。
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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
ニューロンとアストロサイトの相互作用を計測する実験系を確立することができた。今後はデータを蓄積し、運動回路におけるニューロンーアストロサイト相互作用の動態を明らかにしていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
ニューロンとアストロサイトの活動を用いてマウスの行動を説明できるか、特に、ニューロン活動のみの場合と比較してアストロサイト活動にどれくらい行動の情報が含まれているのかに着目して解析を進めていく。
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