小脳皮質小規模回路の作動原理とその生理的意義
Publicly Offered Research
| Project Area | Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing |
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| Project/Area Number |
23115504
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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 |
Biological Sciences
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
喜多村 和郎 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60423159)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 神経科学 / 生理学 / ２光子イメージング / プルキンエ細胞 / 微小帯域 / 運動 / 2光子イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小帯域活動の可視化
aldolase Cの発現をマーカーとした遺伝子改変マウスを用いて、麻酔下のマウスで、プルキンエ細胞における登上線維応答と微小帯域の関係を単一ニューロンレベルで明らかにすることを目的とした実験を前年度に引き続き行った。まず、Multicell bolus loading（MCBL）法によりカルシウム色素を小脳皮質に導入し、プルキンエ細胞の自発活動を２光子イメージングにより観察した。その結果、プルキンエ細胞活動の同期性とaldolase C発現をマーカーとした微小帯域が高い相関を示し、その空間精度は1細胞レベルで精密に制御されていることが明らかとなった。微小帯域と機能の関係を明らかにするため、小脳皮質の様々な領域においてイメージングを行った。小脳半球第二脚には６つのaldolase C陽性帯域が存在するが、一部を除いて、aldolase C帯域の境界とプルキンエ細胞活動同期性の境界がよく一致していた。境界の不一致が認められた帯域は、麻酔下でははたらかない機能（例えば、運動）を担っていると考えられる。また、プルキンエ細胞の活動のみを抽出するため、プルキンエ細胞特異的に発現するレンチウイルスベクターにカルシウムセンサーGCaMPを組み込み、in vivoでマウス小脳にインジェクションして発現させた。これにより、自発性登上線維入力によると思われるカルシウム信号を捉えることに成功していたが、カルシウム指示薬を使用した場合と比較して、プルキンエ細胞の反応性が著しく低下するという問題があった。次世代の新規プローブを用い、発現系の改良を行ったところ、プルキンエ細胞集団の活動を再現性よく観察することが可能となった。
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| Research Progress Status |
24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 |
24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
(27 results)
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[Journal Article] Calcium- dependent regulation of climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development.2013
Author(s)
Kano, M., Nakayama, H., Hashimoto, K., Kitamura, K., Sakimura, K. Watanabe, M.
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Journal Title
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[Journal Article] In vivo two-photon uncaging of glutamate revealing the structure-function relationships o f dendritic spines in the neocortex of adult mice.2011
Author(s)
Noguchi, J., Nagaoka, A., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C.R., Kitamura, K., Kano, M., Matsuzaki, M. & Kasai H.
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Journal Title
J.Physiol.
Volume: 589
Issue: 10
Pages: 2320-2329
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Visualization of an active ensemble of cortical neurons in vivo using a novel activity- dependent promoter E- SARE2012
Author(s)
T. KAWASHIMA, K. KITAMURA, K. OHKI, K. SUZUKI, M. NONAKA, S. KAMIJO, S. TAKEMOTO- KIMURA, M. KANO, H. OKUNO, H. BITO
Organizer
Neuroscience 2012
Place of Presentation
New Orleans, USA
Year and Date
2012-10-13
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