2016 Fiscal Year Annual Research Report
「個性」創発の神経基盤解明にむけた網羅的な神経回路イメージング解析技術の開発
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
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| Project/Area Number |
16H06532
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
冨永 貴志 徳島文理大学, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (20344046)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
種村 健太郎 東北大学, 農学研究科, 教授 (20332322)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 個性 / 膜電位感受性色素 / 行動プロファイリング / イメージング / 神経回路 / E/Iバランス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「個性」を知るには，その多様性を生み出す脳内神経回路機構を計測評価し，多様性の起源を 知ることが必要である。本研究は新学術領域<「個性」創発脳>の A03 項目の一部として，多様 な「個性」を創発する神経回路機能について定量的解析技術を開発し，領域に提供することを目 的とする。「個性」の多様性は現在計測可能な神経回路機能の検出閾値と比較して小さい。そこ で本研究では発達初期の化学物質暴露によって行動多様性に変化を示すと同時に神経回路動作 においても変調を示す個体群(例えば、中島・種村との共著論文 Stem Cell Rep, 2015)を「個性」 評価の座標軸と捉え計測技術を確立する。そのような神経回路の発生発達の不全に伴うと考え られる精神神経疾患や異常行動の多くは、脳内の興奮性-抑制性シナプスの機能的均衡状態(E/I バランス)の変調による脳内領野間の同調不全が見られる。この神経回路変調を計測するには， 個々の細胞・シナプスの変化を見るだけでなく，回路全体のはたらき(動態)を「見る」手法が必 須である。本研究では膜電位感受性色素(VSD)を用いてマウス脳における機能変調を可視化す る網羅的神経回路イメージング解析技術を開発する(代表者:冨永)。一方で、「個性」に対応す る行動多様性を効率よく定量的に計測するハイスループットなマウス行動解析系を開発する (分担者:種村)。イメージング解析と行動多様性プロファイリングの双方からアプローチする ことで、多様な「個性」の基盤となる神経回路機能と行動様式との相関を明らかにし、「個性」 の神経回路機構に基づく評価指標設定を行う。
本年度は，新規の光学系を設計し，より広い視野でイメージングを可能にする顕微鏡システムを作成したほか，行動プロファイリング用の装置を増設した。また，いくつかの化学物質を使い行動解析と対応するイメージングを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規の広視野イメージング用の光学系の設計を行い，新たなイメージング装置を開発した。これを使い，前帯状皮質ACCなどのデータを蓄積しつつある。また，無染色でのイメージング手法の開発などを行っている。
一方，より強い「個性」を示す動物の作成には時間がかかっているが，これは避けて通れない。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度作成した光学系，行動プロファイリング装置を活用し，より強い「個性」を示す動物について，海馬やその他の領域での神経回路変調と行動異常の関連を調べる。
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