意思決定に関わる神経回路のコネクトーム的解析

• Project Area: Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications
• Project/Area Number: 24120508
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岩崎 広英 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30342752)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000); Fiscal Year 2013: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2012: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: コネクトーム / 電子顕微鏡 / 光学顕微鏡 / 神経回路

Research Abstract

本研究では、意思決定に関わる神経回路の網羅的解析とそのための技術基盤の確立を目的とした。具体的には大脳皮質ｰ視床ｰ大脳基底核ループにおける直接路と間接路を構成する神経細胞への大脳皮質からの投射様式を標的とし、そのための技術的基盤として光学顕微鏡技術と電子顕微鏡技術の融合による高解像度かつ広範囲に亘るイメージング技術の確立を目指して研究を遂行した。
本年度は昨年度に導入された電子顕微鏡用超薄連続切片自動回収機ATUM(Automated Ultrathin sectioning microtome)を用いて連続切片の自動回収システムを構築した。さらに回収された連続超薄切片の光学顕微鏡での自動画像取得システムの構築を行い、広範囲からの画像取得に成功した。さらに得られた画像を重ね合わせて広範囲の高解像度イメージ像を生成する手法の開発も行った。これら一連の技術的基盤の確立により、広範囲に亘る大脳皮質ｰ視床ｰ大脳基底核ループの全体像を高解像度で撮影することが可能となった。直接路および間接路への大脳皮質からの投射解析についての全体像の解明には多くの時間を要するため本研究期間中に完了することはできなかったが、本研究によりその技術的基盤が確立したことにより、その全貌の解明に近づいたと言える。
今後は、本研究で確立した技術をさらに展開させると共に、電子顕微鏡も併用し、シナプスから回路までを範疇としたメゾスコーピックな画像取得およびその解析を目指す。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dlx1 transcription factor regulates dendritic growth and postsynaptic differentiation through inhibition of neuropilin-2 and PAK3 expression (2014)
  • Author(s): Dai X., Iwasaki H., Watanabe M. and S. Okabe
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience Volume: 39 Issue: 4 Pages: 531-47
  • DOI: 10.1111/ejn.12413
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Doublecortin-like kinase enhances dendritic remodeling and negatively regulates synapse maturation (2013)
  • Author(s): Shin, E., Kashiwagi, Y., Kuriu, T., Iwasaki, H., Tanaka, T., Koizumi, H., Gleeson, J. G. and S. Okabe
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1440-1440
  • DOI: 10.1038/ncomms2443
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海馬のシナプス維持とグリア細胞 (2013)
  • Author(s): 岩崎広英、田中慎二、岡部繁男
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 31 Pages: 1400-1402
• [Presentation] 自動連続切片回収機ATUMを用いた神経回路解析 (2014)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 第９１回日本生理学会大会 シンポジウム「電子顕微鏡連続断面微細構造観察による３次元再構築イメージ解析」
  • Place of Presentation: 鹿児島県鹿児島市 鹿児島大学キャンパス
  • Invited
• [Presentation] 電子顕微鏡技術と光学顕微鏡技術の融合による神経組織の解析 (2014)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 第１１９回日本解剖学会総会・全国学術集会 シンポジウム 「超微小空間で起きる分子間相互作用の解剖学的基盤」
  • Place of Presentation: 栃木県 自治医科大学キャンパス
  • Invited
• [Presentation] ニューロンとアストロサイトの共培養系における、樹状突起・シナプスの形成解析 (2014)
  • Author(s): 坪山幸太郎、柏木有太郎、林亜矢子、岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 第１１９回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 栃木県 自治医科大学キャンパス
  • Invited
• [Presentation] Three-dimensional reconstruction of ultrathin-sectioned neural tissue by light microscopy (2013)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 第118回 日本解剖学会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松・かがわ国際会議場（香川県高松市）
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] コネクトーム解析のための試料作製法の開発 (2013)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第69回学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Invited
• [Presentation] 自動切片回収機ATUMを用いた神経回路のコネクトミクス的解析 (2013)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 第54回 日本組織細胞化学会 総会・学術集会 ワークショップ「新しい３次元的電顕解析法と組織細胞化学の接点を探る」
  • Place of Presentation: 東京 航空会館
  • Invited
• [Presentation] 電子顕微鏡技術と光学顕微鏡技術の融合による神経組織の解析 (2012)
  • Author(s): 岩崎広英
  • Organizer: 第13回 医学生物学電子顕微鏡シンポジウム
  • Place of Presentation: チサンホテル新大阪（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2012-11-24
  • Invited
• [Presentation] コネクトミクスのための電子顕微鏡法と光学顕微鏡法の融合による高解像度イメージング (2012)
  • Author(s): 岩崎広英、岡部繁男
  • Organizer: 日本顕微鏡学会 第６８回学術講演会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2012-05-15
  • Invited