2019 Fiscal Year Annual Research Report
脳情報動態を規定する大脳皮質間回路と皮質－皮質下間回路
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
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| Project/Area Number |
17H06309
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松崎 政紀 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ２光子イメージング / 運動野 / 情報交換 / 感覚連動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高品質多細胞活動データを取得し、その情報を数理的に解読して脳情報動態学の創成に寄与することを大目的とする。行動課題実行中のマウスにカルシウムイメージング法を適用して、皮質間および皮質―皮質下間での多細胞活動を計測する。得られた高品質画像データを統計数理解析し、領域内連携により情報フローを見出すことで、いかに認知情報と感覚運動情報が圧縮され、どのように前頭皮質内で統合され更新されるかという動態を解読する。そのために本年度は、カルシウム感受性蛍光タンパク質であるGCaMPまたはR-CaMPの遺伝子をコードするAAVをマウスの前頭皮質へ導入し、その後、頭部固定下で右前肢レバー引き運動をふたつの文脈において行うことを数週間学習させた。その後、それぞれの文脈を入れ替える課題の実行中に、独自に開発した２光子カルシウムイメージング法によって、同一試行での一次運動野と高次運動野の多細胞活動データを取得した。これらの領域間での細胞活動相関を数理統計解析によって明らかにした。また単一細胞での文脈情報のコード様式、また細胞集団としての文脈情報の時間変化などを、前年度に開発した機械学習の手法を用いた解析によって明らかにした。またこれが領域内の層間でどのように異なるのかも明らかにすることで、文脈依存的な情報と運動発現情報のフローが定量的に判明しつつある。また、運動外乱時の皮質―皮質下間活動を計測する実験を進めた。
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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
統計処理に十分な2領域での細胞活動データを取得し、領域間での活動相関を明らかにすることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
文脈依存的な信号を運動野に送る領域を不活性化するときに、行動と細胞活動がどのように変化するかを明らかにし、皮質間および皮質―皮質下間での文脈依存的な情報のフローを明らかにしていく。
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