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海馬から海馬外への情報出力経路の行動適応

Publicly Offered Research

Project AreaMechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
Project/Area Number 17H05575
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 InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

北西 卓磨  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (90722116)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords大規模計測 / シリコンプローブ / 光遺伝学 / 投射先選択的情報伝達 / 海馬台 / 大規模活動計測 / 大規模細胞外計測 / 網羅的投射パターン同定
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、生体脳において投射先を同定した大規模活動計測をおこなうことで、海馬体から下流の複数の脳領域へとどのように情報が分配されるかを明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度までに確立した大規模計測における投射先の同定法を活用して、神経活動データの収集と解析を進めた。ラットの海馬体にチャネルロドプシンと256点からなる多点電極とを導入し、海馬体の主要な投射先領域にはそれぞれ光ファイバーを挿入した。そして、ラットに複数の行動課題 (空間探索課題や作業記憶課題など) を行わせながら100個程度の神経細胞の発火活動を一斉に計測し、さらにその後に、光照射により逆行性の活動電位を誘発することで神経細胞の投射先を同定した。計測した活動データから、スパイクソーティングにより個々の神経細胞の発火タイミングを抽出し、オフラインのデータ解析に供した。神経細胞が持つ各種の情報 (場所情報・頭方向情報・作業記憶情報など) を定量するとともに、海馬体で観察される各種の局所電位 (シータ波・ガンマ波・リップル波など) に対する発火リズム、また、各種の行動状態 (課題遂行時・安静時・レム睡眠時・ノンレム睡眠時) における発火パターンの精査をすすめた。その結果、海馬体の投射細胞は、投射先の脳領域によって、異なるパターンで活動し、異なる種類の情報を伝達することを示唆する予備的データを得た。この結果は、海馬体が投射先選択的に情報を分配して伝達することを示唆するものである。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] The subiculum: Unique hippocampal hub and more2018

    • Author(s)
      Matsumoto Nobuyoshi、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 143 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.08.002

    • NAID

      120006866799

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020118

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Speed representation in the hippocampus and entorhinal cortex2019

    • Author(s)
      岩瀬元貞、北西卓磨、水関健司
    • Organizer
      第9回アジア・オセアニア生理学会連合大会&第96回日本生理学会合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 海馬の空間情報を生成・伝達する神経回路メカニズム2019

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      関西学院大学応用心理科学研究センターシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Optogenetic identification of projection targets during large-scale recording2019

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      Japan-UK Neuroscience Symposium 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 海馬台から海馬の外への投射先選択的な情報伝達2018

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      新学術領域「行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構」領域会議
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Information outflow from the Subiculum: large-scale opto-electrophysiology2018

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      Memory trace/engram meeting
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    • Invited
  • [Presentation] 海馬、嗅内皮質における速度表現2018

    • Author(s)
      岩瀬元貞、北西卓磨、水関健司
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
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  • [Presentation] 海馬台の大規模活動計測における投射先の光同定2018

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      新学術領域「人工知能と脳科学」「適応回路シフト」合同領域会議
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      Takuma Kitanishi
    • Organizer
      Society for Claustrum Research 4th Annual Symposium
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海馬台からの情報出力:大規模細胞外記録と解剖学的解析2017

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト2017年度冬のシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Hippocampal information outflow via subiculum: in vivo recording and anatomical tracing2017

    • Author(s)
      北西卓磨、馬場良子、水関健司
    • Organizer
      新学術領域「行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構」領域会議
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  • [Presentation] Inter-regional spatial information transfer during novel experiences2017

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      生理学研究所研究会「行動を制御する神経ネットワーク機能の解明に向けて」
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  • [Presentation] Organization of the claustrum-to-entorhinal cortical connection in mice2017

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      北西卓磨
    • Organizer
      遺伝学研究所研究会「哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム」
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  • [Presentation] 前障の機能解明を目指して2017

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      北西卓磨
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      生理学研究所研究会「認知神経科学の先端 意識の脳内メカニズム」
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  • [Presentation] 前障→嗅内野経路の機能解明2017

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      北西卓磨
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      第2回脳と心の研究会
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  • [Presentation] 海馬から海馬外への情報出力経路の行動適応2017

    • Author(s)
      北西卓磨
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      新学術領域「行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構」領域会議
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  • [Presentation] 海馬の場所細胞を生成する神経演算原理の解明2017

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      新学術領域「生物ナビゲーションのシステム科学」領域会議
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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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