霊長類の行動タイミングを制御する後頭頂葉と高次運動野の神経活動連関の光計測と制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Chronogenesis: how the mind generates time |
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| Project/Area Number |
19H05307
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
蝦名 鉄平 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (30611206)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | マーモセット / カルシウムイメージング / 光遺伝学 / 前肢運動課題 / 2光子イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
環境の情報を手掛かりに、その後の行動を決定するためには環境の変化を予測して、適切な行動を適当なタイミングで実行する必要がある。タイミングを計っている時には脳の様々な領域で活動がみられるが、環境からの入力がどのようにこれらの神経活動を誘発して、適切なタイミングで行動を起こす事ができるようになるのかについてはよくわかっていない。
本申請計画では、環境の情報をもとに行動タイミングを決定するための大脳皮質領域間の情報フローを2光子イメージングと光遺伝学による神経活動操作法を用いて実際に小型霊長類コモン・マーモセットのの大脳皮質で計測し、検証する事を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境の情報を手掛かりにして、その後の行動を決定するためには環境の変化を予測して、適切な行動を適当なタイミングで実行する必要がある。タイミングを計っている時には脳の様々な領域で活動がみられるが、環境からの入力がどのようにこれらの神経活動を誘発して、適切なタイミングで行動を起こす事ができるようになるのかについてはよくわかっていない。本研究では、環境情報を手掛かりに、適切な行動を、そのタイミングを調整しながら実行するために必要であると予想されている、後頭頂葉から高次運動野への情報フローをカルシウムイメージングと光遺伝学による神経活動操作法を用いて実際に霊長類の大脳皮質で計測し、検証する事を目的とする。
2020年度は、主にコモン・マーモセットを対象として新規の運動課題を開発した。この課題でマーモセットを訓練した結果、環境の情報が少ないと課題の成功率が下がり、行動タイミングのばらつきが大きくなる事を確認した。また、運動課題中に大脳皮質の運動関連領域で１光子カルシウムイメージングによって神経活動を同時に記録するための方法を確立した。１光子イメージングした領域を２光子イメージングする事によって同一の個体から領域～細胞レベルの空間分解能で大脳皮質運動野の活動を計測する事が可能となり、今後はこれらの技術によって、行動タイミングを制御する脳領域の活動がどのような細胞集団活動の結果として生じているのかを明らかにしたいと考えている。
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| Research Progress Status |
令和2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2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
(8 results)
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[Journal Article] Tb3+-doped fluorescent glass for biology2021
Author(s)
Okamoto Kazuki、Ebina Teppei、Fujii Naoki、Konishi Kuniaki、Sato Yu、Kashima Tetsuhiko、Nakano Risako、Hioki Hiroyuki、Takeuchi Haruki、Yumoto Junji、Matsuzaki Masanori、Ikegaya Yuji
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Issue: 2
Pages: 1-8
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fluorescent glass pipettes for optically targeted electrophysiological recordings.2019
Author(s)
Okamoto, K., Fuji, N., Ebina, T., Konishi, K., Sato, Y., Kashima, T., Nakano, R., Hioki, H., Takeuchi, H., Yumoto, J., Matsuzaki, M. and Ikegaya, Y.
Organizer
Neuroscience 2019
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] Calcium imaging of the auditory mismatch negativity (aMMN) responses in common marmosets.2019
Author(s)
Obara, K., Ebina, T., Masamizu, Y., Terada, S., Uka, T., Komatsu, M., Ichinohe, N., Watakabe, A., Mizukami, H., Yamamori, T., Kasai, K. and Matsuzaki, M.
Organizer
The 42th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
Related Report
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[Presentation] Upper-limb movements induced by optogenetic stimulation of the motor cortex in the common marmoset.2019
Author(s)
Ebina, T., Obara, K., Masamizu, Y., Terada, S., Watakabe, A., Matoba R., Hatanaka, N., Nambu, A., Mizukami, H., Yamamori, T. and Matsuzaki, M.
Organizer
The 42th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
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