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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Inducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms

Administrative Group

Project AreaInducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms
Project/Area Number 20H05914
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

狩野 方伸  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (40185963)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮田 麻理子  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70281631)
大木 研一  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50332622)
内ヶ島 基政  新潟大学, 脳研究所, 准教授 (10614662)
辻 晶  東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 講師 (30850490)
ヘンシュ 貴雄  東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任教授 (60300878)
金丸 隆志  工学院大学, 先進工学部, 教授 (10334468)
高橋 琢哉  横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (20423824)
牛場 潤一  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00383985)
Project Period (FY) 2020-11-19 – 2025-03-31
Keywords臨界期 / 神経可塑性 / 神経回路再編成 / 発達 / 機能回復
Outline of Annual Research Achievements

本領域で掲げた研究課題の遂行を加速するために、計画研究代表者全員が参加する総括班を組織し、以下の諸活動を担当した。
①領域企画(狩野);②班会議・研究交流(狩野・高橋);③研究・技術支援(狩野、大木、内ケ島、ヘンシュ、牛場);④研究倫理(牛場);⑤若手支援(宮田、辻);⑥広報(金丸);⑦国際活動支援(ヘンシュ)
令和3年度に、本研究領域の計画研究代表者9名のうち、東京大学ニューロインテリジェンス国際研究機構(WPI-IRCN)のPIではない宮田、内ケ島、金丸、高橋、牛場の5名がWPI-IRCNのAffiliated Facultyに就任し、Science salonへの参加と研究発表によって交流を深めた。令和3年11月に公募研究24件が採択になった後、12月15日には、グリアデコード領域(領域代表:岡部繁男教授)と合同で、若手中心のシンポジウムを開催した。また、令和4年1月13日~14日に計画研究と公募研究の研究者および学生が参加して、オンラインにより第2回領域班会議を開催した。また、この間に第2回総括班会議を開催した。COVID19による制約のために、国際研究交流や若手研究者の交流などが大きく制約を受けたため、令和3年度の研究費の一部を令和4年度に繰り越した。令和4年5月から、若手の公募研究代表者を中心に、1回につき1名または2名がその研究内容を詳細に紹介して議論する「オンライン研究交流会」を開始した。9月までに4回開催し、8名が発表した。令和4年7月1日に、日本神経科学大会(NEURO2022)において、「臨界期生物学」のシンポジウムを開催し、狩野、宮田、大木、高橋、ヘンシュが発表した。令和4年8月2日~4日に、第3回領域班会議をハイブリッド形式で開催し、また、この間に第3回総括班会議を開催した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

令和3年度にも、COVID19の感染のピークが何回かあり、全般にわたって、集会や研究者の移動が大きく制限されていたため、班員が一堂に会して行う対面での会議、シンポジウムの開催は不可能となった。また、研究者が実際に他の班員の研究室を訪問することや、一定期間滞在して共同研究を行うことも大きく制限された。また海外渡航や海外研究者の招聘も困難な状況であった。このため、国際研究交流や若手研究者の交流などを予定どおり行うことが出来ず、令和3年度の研究費の一部を令和4年度に繰り越さざるを得なかった。そのような状況下にあっても、オンラインの会議ツールを最大限に活用して、次世代脳・冬のシンポジウムにおいて、グリアデコード領域(領域代表:岡部繁男教授)と合同での若手中心のシンポジウム、第2回総括班会議、第2回領域班会議を開催した。また、令和4年5月からは、新たな企画として、完全にリモート形式で、若手の公募研究代表者を中心に、1回につき1名または2名がその研究内容について1時間程度を使って詳細に紹介し、議論する「オンライン研究交流会」を開始した。領域班会議では、1名あたりの発表時間が20分程度に限定せざるを得ないが、オンライン研究交流会では、研究の背景から、実験で苦労した点などについても議論ができ、研究の理解を深めることができた。また、令和4年8月2日~4日には、第3回領域班会議を東京大学の講堂にて現地開催するとともに、感染対策などで現地参加不可能な研究者および学生のために、オンラインを併用したハイブリッド形式を採用した。このように、COVID19による様々な行動制約の中にあっても、ほぼ予定した研究活動を遂行することができた。

Strategy for Future Research Activity

令和4年10月から12月までの間に、「オンライン研究交流会」を7回開催し、12月には令和3年に引き続き、グリアデコード領域と合同での若手中心のシンポジウムを開催した。このように、令和4年中はオンラインでの活動が中心であったが、令和5年1月には、海外から6名の招待講演者を含め、講演者15名で国際シンポジウムをハイブリッド形式で開催した。令和5年になって、COVID19による行動制限が大幅に緩和されており、今後は、領域班会議をはじめ、多くの活動を基本的に対面形式で行う予定である。また、若手研究者の研究交流や、海外研究者との交流など、研究者の移動を伴う若手研究支援や国際交流事業を積極的に行う。一方、オンライン研究交流会など、これまでに構築したリモートでの情報交換の機会は継続し、研究集会も必要に応じてハイブリッド形式を取り入れるなど、対面形式を基本としつつ、リモート形式を組み合わせた効果的な研究交流と情報交換を進める。

  • Research Products

    (43 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (22 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Peer Reviewed: 22 results,  Open Access: 19 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 14 results,  Invited: 6 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ミュンヘン工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ミュンヘン工科大学
  • [Int'l Joint Research] Trinity College London(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Trinity College London
  • [Int'l Joint Research] ボストン小児病院/マサチューセッツ州立大学医学部/McLean Hospital, Belmont(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ボストン小児病院/マサチューセッツ州立大学医学部/McLean Hospital, Belmont
    • # of Other Institutions
      3
  • [Journal Article] mGluR5 Is Substitutable for mGluR1 in Cerebellar Purkinje Cells for Motor Coordination, Developmental Synapse Elimination, and Motor Learning2022

    • Author(s)
      Harbers Maria、Nakao Harumi、Watanabe Takaki、Matsuyama Kyoko、Tohyama Shoichi、Nakao Kazuki、Kishimoto Yasushi、Kano Masanobu、Aiba Atsu
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Pages: 2004~2004

    • DOI

      10.3390/cells11132004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Endocannabinoid-dependent formation of columnar axonal projection in the mouse cerebral cortex2022

    • Author(s)
      Itami Chiaki、Uesaka Naofumi、Huang Jui-Yen、Lu Hui-Chen、Sakimura Kenji、Kano Masanobu、Kimura Fumitaka
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Pages: e2122700119

    • DOI

      10.1073/pnas.2122700119

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct nociception processing in the dysgranular and barrel regions of the mouse somatosensory cortex2022

    • Author(s)
      Osaki Hironobu、Kanaya Moeko、Ueta Yoshifumi、Miyata Mariko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 3622

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31272-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modular strategy for development of the hierarchical visual network in mice2022

    • Author(s)
      Murakami Tomonari、Matsui Teppei、Uemura Masato、Ohki Kenichi
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 608 Pages: 578~585

    • DOI

      10.1038/s41586-022-05045-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Response Selectivity of the Lateral Posterior Nucleus Axons Projecting to the Mouse Primary Visual Cortex2022

    • Author(s)
      Kondo Satoru、Kiyohara Yuko、Ohki Kenichi
    • Journal Title

      Frontiers in Neural Circuits

      Volume: 16 Pages: 825735

    • DOI

      10.3389/fncir.2022.825735

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ten easy steps to conducting transparent, reproducible meta‐analyses for infant researchers2022

    • Author(s)
      Gasparini Loretta、Tsuji Sho、Bergmann Christina
    • Journal Title

      Infancy

      Volume: 27 Pages: 736~764

    • DOI

      10.1111/infa.12470

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Epileptic discharges initiate from brain areas with elevated accumulation of α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid receptors2022

    • Author(s)
      Miyazaki Tomoyuki、Takayama Yutaro、Iwasaki Masaki、Hatano Mai、Nakajima Waki、Ikegaya Naoki、Yamamoto Tetsuya、Tsuchimoto Shohei、Kato Hiroki、Takahashi Takuya
    • Journal Title

      Brain Communications

      Volume: 4 Pages: fcac023

    • DOI

      10.1093/braincomms/fcac023

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phospholipase C β3 is Required for Climbing Fiber Synapse Elimination in Aldolase C-positive Compartments of the Developing Mouse Cerebellum2021

    • Author(s)
      Rai Yurie、Watanabe Takaki、Matsuyama Kyoko、Sakimura Kenji、Uesaka Naofumi、Kano Masanobu
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 462 Pages: 36~43

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.04.035

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Combining electrophysiology and optogenetics for functional screening of pyramidal neurons in the mouse prefrontal cortex2021

    • Author(s)
      Nagahama Kenichiro、Fujino Shuhei、Watanabe Takaki、Uesaka Naofumi、Kano Masanobu
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 2 Pages: 100469~100469

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100469

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An Autism-Associated Neuroligin-3 Mutation Affects Developmental Synapse Elimination in the Cerebellum2021

    • Author(s)
      Lai Esther Suk King、Nakayama Hisako、Miyazaki Taisuke、Nakazawa Takanobu、Tabuchi Katsuhiko、Hashimoto Kouichi、Watanabe Masahiko、Kano Masanobu
    • Journal Title

      Frontiers in Neural Circuits

      Volume: 15 Pages: 676891

    • DOI

      10.3389/fncir.2021.676891

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] FoxG1 regulates the formation of cortical GABAergic circuit during an early postnatal critical period resulting in autism spectrum disorder-like phenotypes2021

    • Author(s)
      Miyoshi Goichi、Ueta Yoshifumi、Natsubori Akiyo、Hiraga Kou、Osaki Hironobu、Yagasaki Yuki、Kishi Yusuke、Yanagawa Yuchio、Fishell Gord、Machold Robert P.、Miyata Mariko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 3773

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23987-z

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electrophysiological and anatomical characterization of synaptic remodeling in the mouse whisker thalamus2021

    • Author(s)
      Ueta Yoshifumi、Miyata Mariko
    • Journal Title

      STAR Protocols

      Volume: 2 Pages: 100743~100743

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100743

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chromatic micromaps in primary visual cortex2021

    • Author(s)
      Chatterjee Soumya、Ohki Kenichi、Reid R. Clay
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Pages: 2315

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22488-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neuroligin-3: A Circuit-Specific Synapse Organizer That Shapes Normal Function and Autism Spectrum Disorder-Associated Dysfunction2021

    • Author(s)
      Uchigashima Motokazu、Cheung Amy、Futai Kensuke
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      Volume: 14 Pages: 749164

    • DOI

      10.3389/fnmol.2021.749164

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Methodological approaches to understand the molecular mechanism of structural plasticity of dendritic spines2021

    • Author(s)
      Mikuni Takayasu、Uchigashima Motokazu
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 54 Pages: 6902~6911

    • DOI

      10.1111/ejn.14734

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Toddler word learning from contingent screens with and without human presence2021

    • Author(s)
      Tsuji Sho、Fi?v?t Anne-Caroline、Cristia Alejandrina
    • Journal Title

      Infant Behavior and Development

      Volume: 63 Pages: 101553

    • DOI

      10.1016/j.infbeh.2021.101553

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Quantifying the role of rhythm in infants' language discrimination abilities: A meta-analysis2021

    • Author(s)
      Gasparini Loretta、Langus Alan、Tsuji Sho、Boll-Avetisyan Natalie
    • Journal Title

      Cognition

      Volume: 213 Pages: 104757

    • DOI

      10.1016/j.cognition.2021.104757

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Kv3.1 channels regulate the rate of critical period plasticity2021

    • Author(s)
      Matsuda Yoshi-Taka、Miyamoto Hiroyuki、Joho Rolf H.、Hensch Takao K
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 167 Pages: 3~10

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.04.003

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] α2-containing γ-aminobutyric acid type A receptors promote stress resiliency in male mice2021

    • Author(s)
      Benham Rebecca S.、Choi Catherine、Hodgson Nathaniel W.、Hewage Nishani B.、Kastli Rahel、Donahue Rachel J.、Muschamp John W.、Engin Elif、Carlezon William A.、Hensch Takao K.、Rudolph Uwe
    • Journal Title

      Neuropsychopharmacology

      Volume: 46 Pages: 2197~2206

    • DOI

      10.1038/s41386-021-01144-w

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamical Characteristics of Wild-Type Mouse Spontaneous Pupillary Fluctuations2021

    • Author(s)
      Sviridova Nina、Artoni Pietro、Fagiolini Michela、Hensch Takao K.、Aihara Kazuyuki
    • Journal Title

      Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc.

      Volume: Nov;2021 Pages: 853-856

    • DOI

      10.1109/EMBC46164.2021.9630747

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sensitive period-regulating genetic pathways and exposure to adversity shape risk for depression2021

    • Author(s)
      Zhu Yiwen、Wang Min-Jung、Crawford Katherine M.、Ram?rez-Tapia Juan Carlos、Lussier Alexandre A.、Davis Kathryn A.、de Leeuw Christiaan、Takesian Anne E.、Hensch Takao K.、Smoller Jordan W.、Dunn Erin C.、Major Depressive Disorder Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium
    • Journal Title

      Neuropsychopharmacology

      Volume: 47 Pages: 497~506

    • DOI

      10.1038/s41386-021-01172-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] [11C]K-2 image with positron emission tomography represents cell surface AMPA receptors2021

    • Author(s)
      Arisawa Tetsu、Miyazaki Tomoyuki、Ota Wataru、Sano Akane、Suyama Kumiko、Takada Yuuki、Takahashi Takuya
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 173 Pages: 106~113

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.05.009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Distinct presynaptic development of surviving and eliminated synapses2022

    • Author(s)
      宮田 麻理子
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会(NEURO2022,)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小脳における発達期シナプス刈り込みの活動依存的制御2022

    • Author(s)
      狩野 方伸
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会(NEURO2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Diacylglycerol lipase-α ノックアウトマウスにみられる早期眼優位可塑性への抑制性神経回路の関与2022

    • Author(s)
      亀山 克朗、米田 泰輔、後藤 隆浩、寺田 慧子、高木 正浩、吉村 由美子、崎村 建司、狩野 方伸、畠 義郎
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会(NEURO2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distinct transmitter release kinetics from surviving and eliminating presynaptic terminals2022

    • Author(s)
      宮田 麻理子
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会(NEURO2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hierarchical neocortical areal network in marmoset visual cortex orthogonalize spontaneous and stimulus-driven activity2022

    • Author(s)
      大木 研一
    • Organizer
      The 11th Annual Meeting of Japan Society for Marmoset Research
    • Invited
  • [Presentation] A Novel PET Tracer for AMPA Receptors Characterizes Neuropsychiatric Disorders in Human.2022

    • Author(s)
      高橋 琢哉
    • Organizer
      33rd CINP Hybrid World Congress of Neuropsychopharmacology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Oscillatory signature of critical period plasticity2022

    • Author(s)
      Hensch TK
    • Organizer
      第45回日本神経科学大会(NEURO2022,)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of frequency-specific electromagnetic field on redox and its electrophysiological correlates.2022

    • Author(s)
      Lee HHC, Reznik Balter S, Hodgson NW, Weisinger BS, Shohami E, Doniger GM, Parabucki A, Segal Y, Hensch TK.
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳の機能発達を担うシナプス刈り込みのアストロサイト依存性とその分子基盤2021

    • Author(s)
      上阪 直史、赤松 翼、狩野 方伸
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発達期小脳においてプレシナプスのLAR-RPTPsはプルキンエ細胞樹状突起上の登上線維シナプス領域の拡大を促進する2021

    • Author(s)
      奥野 優人、渡邉 貴樹、佐郡 和人、狩野 方伸
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Calcium-dependent synapse pruning in the developing cerebellum2021

    • Author(s)
      狩野 方伸
    • Organizer
      10th International Meeting on Metabotropic Glutamate Receptors
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 感覚によってつくられる視床の柔らかさ.2021

    • Author(s)
      宮田 麻理子
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 異所痛を生み出す脳内神経回路改編メカニズム2021

    • Author(s)
      宮田 麻理子
    • Organizer
      第43回日本疼痛学会
    • Invited
  • [Presentation] マウスの視覚 サルの視覚2021

    • Author(s)
      大木 研一
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 臨界期のE-I balance下ネットワークにおける情報処理2021

    • Author(s)
      金丸 隆志
    • Organizer
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2021 「グリアとニューロン:機能 調節とその可塑性」
  • [Presentation] AMPA receptor PET study in epilepsy surgery candidates2021

    • Author(s)
      高橋 琢哉
    • Organizer
      13th Asian & Oceanian Epilepsy Congress (13th AOEC)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] グルタミン酸AMPA受容体のtranslational medicine2021

    • Author(s)
      高橋 琢哉
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Annual Review 神経 2021 III. Clinical Topics 11. 機能性疾患. AMPA受容体PETの可能性2021

    • Author(s)
      阿部 弘基、高橋 琢哉
    • Total Pages
      368
    • Publisher
      中外医学社

URL: 

Published: 2023-12-25  

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