| Project/Area Number |
23K27278
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| Project/Area Number (Other) |
23H02587 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
北西 卓磨 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90722116)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | 海馬体 / 場所細胞 / 海馬台 / 空間表象 / 大規模活動計測 / 情報分配 / 領域間情報伝達 / 大規模神経活動計測 / 光遺伝学 |
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| Outline of Research at the Start |
空間記憶に重要な脳領域である海馬体は、さまざまな種類の空間情報を処理する。研究代表者らは最近、これらの空間情報が、海馬体の出口にあたる海馬台において個々の投射細胞に分配され、複数の下流領域へと経路選択的に伝達されることを見出した。このような精密な情報の分配が、空間記憶を支えていると想定できる。しかし、海馬台における情報分配のメカニズムと機能はまだ分かっていない。本研究は、空間探索行動中のラットにおける大規模神経活動計測と経路選択的光操作を組合わせることで、この点を解明する。これにより、海馬体から外部領域へと向かう広域ネットワークの動作原理を解明することが本研究の目的である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間記憶に重要な脳領域である海馬体は、さまざまな種類の空間情報 (場所・道順・スピード等) を処理する。申請者らは最近、これらの空間情報が、海馬体の出口にあたる海馬台において個々の投射細胞に分配され、複数の下流領域へと経路選択的に伝達されることを見出した (Kitanishi et al., Science Adv, 2021)。このような精密な情報の分配が、空間記憶を支えていると想定できる。しかし、海馬台における情報分配のメカニズムと機能はまだ分かっていない。本研究は、空間探索行動中のラットにおける大規模神経活動計測と経路選択的光操作を組合わせることで、この点を解明する。すなわち、(i) 海馬台がどのような神経回路機構により空間情報を個々の細胞に分配するか、また、(ii) 海馬台から各下流領域への投射経路がそれぞれ空間記憶をどのように制御するか、という点を明らかにする。これにより、海馬体から外部領域へと向かう広域ネットワークの動作原理を解明することが本研究の目的である。初年度である2023年度は、主に実験系のセットアップを進めた。具体的には、脳定位固定装置・256チャネルの多点電気生理計測装置・光遺伝学装置・行動試験装置・ウイルスベクター作製装置一式などをセットアップした。そして、256チャネルのシリコンプローブを用いて、行動中の神経活動を計測できることを確認した。また、抑制性神経細胞を光操作するためのウイルスベクターを導入し、これを海馬台に注入するとGAD陽性細胞に選択的に感染することを確認した。
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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
初年度にあたる2023年度は、各種の実験装置をセットアップし、また、電気生理計測およびウイルスベクター感染が想定通りに実施できることを確認した。加えて、海馬台の神経細胞集団が低次元神経多様体を構成することを見出し、論文発表を行った (Nakai, Kitanishi, Mizuseki, Sci Adv, 2024)。こうした進捗から、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度にセットアップした実験系を用いて、神経活動データの収集を進める。海馬台の神経活動を計測しつつ、光操作により介入し、空間表象に生じる変化を明らかにする。また、海馬台を中心とした神経回路の構築を明らかにするため、各種トレーサーを用いた解剖学的解析をおこなう。
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