2013 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing |
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| Project/Area Number |
22115002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
能瀬 聡直 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30260037)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 高子 東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (10311648)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 神経回路 / イメージング / 光生理学 / ショウジョウバエ / 運動回路 / オプトジェネティクス / 運動速度調節 / 分子遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳神経系のあらゆる機能は、神経回路内を神経活動が伝わることにより生成される。本研究では、ショウジョウバエ幼虫のぜん動運動を制御する中枢回路をモデルとして、神経活動がメゾ回路内を特定の時空間パターンにしたがって伝播する仕組みを明らかにすることを目指している。今年度は以下の研究を進めた。
①光操作と神経活動検出による運動回路の摂動応答測定
幼虫のぜん動運動は、前後体節間を一方向性に伝わる筋収縮の波である。運動回路がどのようにこの波の伝播を調節するかを明らかにするために、回路内の特定の神経細胞群に対して光操作による活動の摂動を与えたときの影響を調べた。活動伝播はCa imagingで測定した。その結果、特定の体節における運動神経細胞の阻害が波の生成を阻害すること、逆に、活性化が波の生成を促進することを見出した。この結果は、運動神経細胞の活動が波のパターン生成に関与することを示唆している。
②新規介在ニューロンGVLIsの機能解析
昨年度計画において、ぜん動運動時に周期な活動を示す新規介在神経細胞として同定したGVLIs (Glutamatergic Ventro-Lateral Interneurons)について、より詳細な解析を進め、1.グルタミン作動性の前運動神経細胞であること、2.その活性化はぜん動運動に阻害的に働くこと、3.その活動はぜん動運動時に運動神経細胞より３体節程度遅れて各体節を伝搬すること、を明らかにした。以上の結果から、この介在神経細胞が波が通過したという情報をフィードバックして運動神経細胞の活動を各体節において停止する役割を持っていることを示唆した。
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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
当初の予定通り、光操作と神経活動検出を同時適用することで、運動神経細胞の活動が運動のパターン形成に関与することを見出した。また新規に同定した介在神経細胞GVLIsの活動様式と機能を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記研究①で明らかにした活動伝播における運動神経細胞の役割について、その分子細胞機構を探る。また、上記研究②に関連し、他の新規介在神経細胞について同様の解析を進める。
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