Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究は長期記憶の時間生成における細胞・シナプス機構を解明することにより、学習・記憶に関する人工神経回路網の構築用に実データを提供できる。また、本研究が確立する高速ボルテージ観察及びオール光学式電気生理学は当該領域における時間生成に関する知見を神経細胞レベルで捉える技術を提供する。本研究から期待される成果は、情動記憶を長期保存する脳機構に関するものであり、認知症や精神疾患に伴う記憶障害の病態解明や治療法開発に役立てられると信じている。
本研究は長期記憶の時間的変容における睡眠の役割の解明を目標とした。そのため、生体マウスにおいて、大脳皮質や海馬等の記憶関連脳領域の活動を細胞種選択的にイメージング及び光操作するシステムを構築した。特に、イメージングと光操作を同時適用するため、励起波長の重なりが少ない青励起の光操作用のプローブと赤蛍光のイメージング用のプローブを使用した。CaMKIIプロ―モーター下で赤蛍光の膜電位インディケーターを発現するアデノ随伴ウィルスを作成して、海馬CA1野に注入した。海馬CA1錐体細胞層選択的な標的遺伝子の発現を固定切片において観察することにより、興奮性神経細胞選択的な発現を確認した。また、膜電位イメージングに必要な高フレームレートのワイドフィールド顕微鏡を作成した。膜電位プローブが細胞膜に限局すること及び露光時間が短いことから、S/N比の向上を目的として高強度のレーザーを使用した。高強度のレーザーによる脳の加熱を防ぐために、限局光照射用の光路を調整した。また、視野周辺の光量減少を防ぐため、対物レンズとイメージングレンズ間の光路を短くした。そして、ワイドフィールド顕微鏡を生体マウスの大脳皮質に適用して、複数細胞の神経活動をイメージングした。メディアンフィルターを使用して、スパイク活動を検出した。また、睡眠時の記憶情報処理に関する総説論文を２報執筆した。各論文では、実験手法の開発又は当該分野の歴史に焦点を当てた。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 Other
All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 7 results) Remarks (1 results)
Neuroscience Research
Volume: 189 Pages: 37-43
10.1016/j.neures.2022.12.020
Volume: 189 Pages: 1-2
10.1016/j.neures.2023.02.007
Volume: 181 Pages: 9-16
10.1016/j.neures.2022.04.005
Neuroscience Research in press
Volume: 0 Pages: 0-0
Nature Communications
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 113-113
10.1038/s41467-021-23156-2
Medical Science Digest 特集「時間生物学と医療の融合―現状と将来―」
Volume: Vol.47 No.8 Pages: 4547-4547
https://www.sciencedirect.com/journal/neuroscience-research/vol/189/suppl/C
