2020 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。前肢を使った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、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、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マウスにおいて、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一次運動野（M1）と高次運動野（M2）2/3層の活動を計測し、その集団活動がもつ文脈情報や運動情報の関係性、行動との関係性を明らかにした。またM2からM1へ実際にどのような文脈情報が伝達されるのか、視床下からM2へ入力する軸索活動も明らかにして、文脈情報の一連の流れを明らかにした。またマウス運動をより詳細にビデオ解析することで、文脈情報がどのようにマウス運動に関連するかも明らかにした。古典的条件付けにおける報酬や報酬期待などさまざまな情報がどのように大脳皮質全体に表現されているかを1光子および2光子カルシウムイメージングで網羅的に明らかにし、M2のより内側部位が報酬と関連付けられた感覚刺激と、1回前の試行の報酬結果を強く表現することを明らかにし論文として発表した。
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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
皮質間および皮質―皮質下間での多細胞活動の計測と解析が順調に進んでおり、文脈情報の流れと変換の動態がほぼ明らかとなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
光刺激などを用いて情報の流れの因果関係を明らかにするとともに、小脳から大脳への情報伝達の動態も明らかにしていく予定である。
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Research Products
(4 results)
