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文脈依存的な行動シフトを実現する脳神経回路の機能遷移の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
Project/Area Number 17H05553
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松崎 政紀  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2018-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2017: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywords運動野 / 2光子イメージング / 運動視床 / オペラント学習課題
Outline of Annual Research Achievements

生物は、異なった文脈においても同じ行動を発現すべき時には同一運動を発現するが、大脳皮質の広域にわたる回路(一次運動野、M1と高次運動野、M2)の活動が異なった入力に対してどのように遷移してひとつの安定した出力を実現するかは不明である。平成29年度は、頭部固定マウスが内発性(自発的)におよび外発性(音刺激誘導性)にレバーを引くオペラント課題を実行中に、3次元2光子カルシウムイメージングをM1のみならずM2でも行う系を確立した。カルシウム感受性蛍光タンパク質のひとつ、R-CaMPの遺伝子をコードするAAVをマウスM2に導入し、その後2週間経ってタンパク質発現量が十分高くなってから、頭部固定下で右前肢レバー引き運動を内発性に(好きな時に)、または外発性に(音が鳴って数百ミリ秒以内にレバーを引くと水がもらえる)行うことを約2週間学習させた。またレバー軌道だけではなく、同時に前肢の動きや舌運動も高速CCDカメラを用いて計測した。課題実行中に2光子カルシウムイメージングをM2およびM1において3次元的に行い、2層から5層までの細胞活動のデータを取得することが出来た。その結果、M2にも内発性選択的に、または音刺激選択的に活動を示す細胞があること、両条件で同様に活動する細胞があることがわかった。さらにこの課題を実行中に様々な脳領域を不活性化させ、課題パフォーマンスに対する影響を解析することで、この課題に必要な領域を明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2017

All Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] Dynamics of thalamocortical activity in the primary motor cortex during motor learning2017

    • Author(s)
      松崎政紀
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-07-21
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Wide, deep, multi-color, subcellular-resolution imaging from any angle2017

    • Author(s)
      松崎政紀
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2017-07-20
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2018-12-17  

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