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運動に関わる局所神経回路の流動性が担う機能

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 26115521
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

木村 梨絵  生理学研究所, 生体情報研究系, 特任助教 (60513455)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords神経生理学 / 大脳皮質 / 神経回路 / ラット / 記憶
Outline of Annual Research Achievements

運動学習の過程で、脳内の神経活動に生じる変化の全体像はあまり理解されていない。特に、神経活動の試行間ばらつき(流動性)の、学習過程における機能的意義については、ほとんど解明されていない。本研究では、学習過程で起きる記憶ダイナミズムを試行間ばらつきに着目して明らかにすることを目指している。
前年度までに実験系の確立を行った行動課題を、引き続き、頭部を固定したラット個体動物に行わせた。特定の視覚刺激(縦縞)を提示したときには、レバーを押し、特定の視覚刺激(横縞)を提示したときには、レバーを引くということを関連づける、視覚弁別誘発性の運動課題を行わせた。コントラスト100%で、ラットに見えやすい視覚刺激を用いて弁別を行わせるだけでなく、コントラストを変えることによって、ラットに見えにくい刺激にし、不正解の試行も生じるようにした。
また、前年度に引き続き、上記の視覚弁別誘発性の運動課題を遂行するラットの一次視覚野、高次運動野から多細胞の神経活動を一斉にマルチユニット記録した。一次視覚野の神経細胞の多くは、これまでに報告されていた、麻酔下のときと同様に、コントラストが上昇して、弁別の難易度が低くなるにつれて、神経活動が大きかった。だが、難易度に関わらず、ほとんど神経活動の大きさを変えないもの、逆に難易度が高くなるにつれて、神経活動が大きくなる細胞も存在していた。また、興味深いことに、視覚刺激提示から時間が経つにつれて、神経活動が大きくなるものも存在した。高次運動野の神経活動は、一次視覚野に比べて、多様な神経活動を示した。
当該年度では新たに、特定の神経細胞に、チャネルロドプシン2を発現させるオプトジェネティクスの実験系を立ち上げた。これによって、神経活動を人為的に操作し、試行間ばらつきに影響を与えることができると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species.2016

    • Author(s)
      Mochizuki,Y., Onaga,T., Shimazaki,H., Shimokawa,T., Tsubo,Y., Kimura,R., Saiki,A., Sakai,Y., Isomura,Y., et al.
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 未定

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 加齢による運動野神経活動への影響2015

    • Author(s)
      木村梨絵
    • Journal Title

      薬学研究の進歩 研究成果報告集

      Volume: 31 Pages: 11-18

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Journal Article] Curtailing effect of awakening on visual responses of cortical neurons by cholinergic activation of inhibitory circuits.2014

    • Author(s)
      Kimura R, Safari MS, Mirnajafi-Zadeh J, Kimura R, Ebina T, Yanagawa Y, Sohya K, Tsumoto T.
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience.

      Volume: 34 Issue: 30 Pages: 10122-10133

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0863-14.2014

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Different modulation of common motor information in rat primary and secondary motor cortices.2014

    • Author(s)
      Saiki A, Kimura R, Samura T, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y, Isomura Y
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: e98662-e98662

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0098662

    • NAID

      120006799370

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Development of a visuomotor task useful for the analysis of interactions between neuronal activities in the visual and motor cortices of behaving rats.2016

    • Author(s)
      Rie Kimura, Yumiko Yoshimura
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県 横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Population characteristics of spike synchrony in rat motor cortices during movement task.2014

    • Author(s)
      Rie Kimura, Yutaka Sakai, Akiko Saiki, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Yoshikazu Isomura
    • Organizer
      第37回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県 横浜市)
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Different modulation of common motor information in rodent primary and secondary motor cortices.2014

    • Author(s)
      Akiko Saiki, Rie Kimura, Toshikazu Samura, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Yutaka Sakai, Yoshikazu Isomura
    • Organizer
      第37回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県 横浜市)
    • Year and Date
      2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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