行動モードの相転移を実現する脳情報動態
Publicly Offered Research
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
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| Project/Area Number |
18H05123
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中野 俊詩 名古屋大学, 理学研究科, 助教 (60608529)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 行動制御 / 神経回路 / 線虫 / 温度走性 / 行動モード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
線虫C. elegans の2つの行動様式、「ローカルサーチ」と「グローバルサーチ」の違いを特徴付ける行動要素として、後退や急激な方向転換などのターン運動の頻度が挙げられる。すなわち、ローカルサーチモードではターン運動の頻度が上昇し、方向転換を繰り返しながら局所的な探索運動を繰り返すのに対し、グローバルサーチモードでは、方向転換の頻度を著しく減少させることで、より広範な範囲を探索する。最終年度においては、これらの後退などの方向転換運動を制御する神経回路を同定することに成功した。具体的には、行動中の多数の線虫個体をトラッキングするMulti worm tracking システムを駆使して、細胞死を誘導するキャスパーぜやminiSOGなどの遺伝学的手法によって、神経回路への摂動をあたえた集団から行動データを取得した。これらの行動データに対してシミュレーションを用いた解析を行い、ここの行動要素に重要な神経細胞を絞り込むことで、それぞれの行動要素の制御に関与する神経回路を明らかにすることに成功した。これらの解析から、後退や急激な方向転換などの単一の行動要素であっても、線虫が置かれた温度環境に応じて、異なる神経回路が行動制御に関与していることを見出した。また、温度環境に応じた行動制御には、感覚ニューロンと介在ニューロン間の情報伝達様式に変容が生じることが重要であることを明らかにした。これらの研究成果を、とりまとめ、論文発表を行った。(Ikeda et al, PNAS, 2020)。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Presynaptic MAST Kinase Controls Bidirectional Post-SynapticResponses to Convey Stimulus Valence in C. elegans2019
Author(s)
Shunji Nakano, Muneki Ikeda, Yuki Tsukada, Xianfeng Fei, Takamasa Suzuki, Rhea Ahluwalia, Ayana Sano, Rumi Kondo, Kunio Ihara, Koichi Hashimoto, Tetsuya Higashiyama, Ikue Mori
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 609479
Pages: 609479-609479
DOI
Related Report
Open Access
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[Presentation] Presynaptic MAST Kinase Controls Bidirectional Post-Synaptic Responses to Convey Stimulus Valence during C. elegans Thermotaxis2019
Author(s)
Shunji Nakano, Muneki Ikeda, Yuki Tsukada, Xianfeng Fei, Takamasa Suzuki, Rhea Ahluwalia, Ayana Sano, Rumi Kondo, Kunio Ihara, Koichi Hashimoto, Tetsuya Higashiyama & Ikue Mori
Organizer
The 22nd International C. elegans meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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