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Elucidation of brain networks leading to multiscale behavioral changes that result in resilience

Publicly Offered Research

Project AreaDeciphering and Manipulating Brain Dynamics for Emergence of Behaviour Change in Multidimensional Biology
Project/Area Number 23H04668
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

林 悠  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40525812)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords睡眠 / マウス
Outline of Research at the Start

長期的なストレスは脳や全身に作用し、多元的な行動変容を惹起するが、その表れ方は個体ごとに多様である。本研究ではストレスがもたらす行動変容の内、休息および社会性に関連した行動に注目し、睡眠を制御する神経回路が惹起する脳の広域の脳動態が、社会性行動を制御する神経回路の局所動態に作用することで、社会性に関連する行動変容に影響を与えた可能性を検証するとともに、そのメカニズムを追求する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、睡眠中に固有な広域の脳の神経・血流動態が、どのような社会性行動に関わる脳部位にどう作用し、ストレス抵抗性への影響もたらすかの解明を目指す。オスのマウスは、初めて出会う他個体に対して、物理的アプローチを繰り返す。一方、10日間に及ぶ社会的敗北ストレスを受けたオスのマウスは、通常の(ナイーブな)マウスと同様に初めて出会う他個体にアプローチする「ストレス抵抗性群」と、初めて出会う他個体との接触を避けるようになった「ストレス感受性群」とに分かれる。この行動変容の二極化は、その後数週間に亘って持続する。我々が同定した睡眠制御ニューロンの活動に介入することで、この二極化のバランスに影響が生じる。その仕組みの解明へ向けて、睡眠を構成する各睡眠ステージの合計時間や、睡眠中に固有な脳活動のうち、どのパラメータがストレス抵抗性と相関するかを検討した。その結果、特定の睡眠ステージの合計時間や、その時に強まる脳活動がストレス抵抗性の深く関わる可能性が浮上した。さらに、このステージに選択的な活動様式を示すニューロン等の関与を、Cre-loxPシステムを活用した遺伝学的手法で検証した。その中から、関与する可能性が浮上したニューロン群や脳部位について、そのニューロン群や脳部位に睡眠ステージ特異的に活動に介入するための光遺伝学的手法の開発に取り組んだ。一部のニューロン群については、睡眠中の介入が社会性行動に与える影響を明らかにすることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね研究計画通りに進んでいるため、このように判断した。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、当初の研究計画に則り進める。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Crucial role of TFAP2B in the nervous system for regulating NREM sleep2024

    • Author(s)
      Nakai Ayaka、Kashiwagi Mitsuaki、Fujiyama Tomoyuki、Iwasaki Kanako、Hirano Arisa、Funato Hiromasa、Yanagisawa Masashi、Sakurai Takeshi、Hayashi Yu
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 17 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s13041-024-01084-8

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Forward genetic screen of Caenorhabditis elegans mutants with impaired sleep reveals a crucial role of neuronal diacylglycerol kinase DGK-1 in regulating sleep2023

    • Author(s)
      Chen Chung-Kuan、Kawano Taizo、Yanagisawa Masashi、Hayashi Yu
    • Journal Title

      GENETICS

      Volume: 225 Issue: 2

    • DOI

      10.1093/genetics/iyad140

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ストレス抵抗性における睡眠の役割に関するマウス研究2023

    • Author(s)
      林 悠
    • Organizer
      日本睡眠学会第45回定期学術集会・第30回日本時間生物学会学術大会合同大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ストレス抵抗性における睡眠の役割に関するマウス研究2023

    • Author(s)
      林 悠
    • Organizer
      第119回日本精神神経学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analyses of the function of REM sleep in brain maintenance and stress resilience2023

    • Author(s)
      林 悠
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The roles of REM sleep in cognitive function, brain maintenance, and cerebral blood flow regulation2023

    • Author(s)
      Yu Hayashi
    • Organizer
      7th International Forum on Blast Injury Countermeasures (IFBIC 2023)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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