2008 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Systems molecular ethology to understand the operating principle of the nervous system |
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20115004
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
新貝 鉚蔵 Iwate University, 工学部, 教授 (00089088)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩崎 唯史 茨城大学, 工学部, 助教 (50282281)
若林 篤光 岩手大学, 工学部, 助教 (30332498)
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| Keywords | 線虫 / 蛍画像 / ニューロン / 細胞内カルシウム / 行動 / 神経回路モデル / シミュレーション |
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| Research Abstract |
1) 外部刺激に対する細胞内Ca^<2+>濃度変化を測定する目的で、アミノ酸リジンに感受性のあるASK感覚ニューロンにG-CaMPを発現する線虫系統を作製した。また、介在ニューロンにG-CaMP2を発現する線虫系統を作製することを試みた。ASK感覚ニューロンにG-CaMPを発現させた線虫を用いて、ASKの細胞内カルシウム濃度[Ca^<2+>]_i変化を、岩手医科大学の共焦点顕微鏡を借用して測定した。リジン投与により[Ca^<2+>]_iは低下し低い値を維持した。投与終了後に[Ca^<2+>]_iは一過的に上昇した。一方、ASKニューロンは忌避物質SDS投与により[Ca^<2+>]_iが上昇する事を発見した。これらの結果を論文にして投稿し受理された(Wakabayashi, et al, inpress)。
2) 本予算によって設置された「蛍光画像解析システム」を立ち上げ、[Ca^<2+>]_i変化を観測できること、および解析が可能なことを確認した。
3) 走性データの統計分析を行う為に、野生種と既存の変異種の行動の特徴を、3通りの条件A) 誘引物質濃度勾配が無い、B) 1つの濃度勾配が有る、C) 2種類の物質の濃度勾配が有る、の下で行動解析システムを用いて一匹ずつ計測・解析した。
4) 統計物理学的手法を用いて部分神経回路に対する有効理論を展開した。また、部分神経回路に誤差逆伝播法を適用して、線虫の化学刺激に応答する神経回路の各シナプスの興奮性/抑制性を推定した。
5) 化学走性・温度走性に関する神経回路モデルの基幹部分を構築し、感覚ニューロンを刺激して、運動コマンドニューロンが興奮/抑制することを確かめた。また、線虫の全神経回路網モデルの構築を進めた。さらに、空間情報を付加した全シナプス結合データベース構築の為のデータ書式を策定した。
3)、4)、5)は研究が進行途中である。
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