2014 Fiscal Year Annual Research Report
運動学習の獲得と実現に関わる神経回路の構造基盤と機能変化
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
26112006
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
藤山 文乃 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20244022)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪田 芳之 生理学研究所, 大学大脳皮質機能研究系, 准教授 (90192567)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / ドーパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は神経回路の静的な解析を目的に、まず大脳皮質―基底核―視床ループの各ニューロンにおいて、ウイルスベクターおよびプラスミドベクター等を用いた単一神経細胞およびその投射様式の解析を行うための環境を立ち上げ、データを取り始めた。具体的にはP2実験室を立ち上げ、整備した。第二に、スライス標本を用いたパッチクランプ細胞記録を行うための実験機器および環境を整備し、データを取り始めた。また、ラットおよびマウスの大脳皮質・基底核・視床の各領域におけるリアルタイム計測マルチニューロン記録を行うための研究環境を整備し、データを取り始めた。
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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
研究機器は整備できつつあるが、２月にキャンパスの移転に伴い、実験ができない期間があったため、若干の遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者（藤山）は、昨年に引き続きウイルスベクターおよびプラスミドベクター等を用いた単一神経細胞の完全可視化技術を用いて、大脳皮質―基底核―視床ループを担うニューロンの投射様式を解析する。さらに、逆行性標識実験と蛍光多重免疫細胞化学染色を組み合わせ、各ニューロンの神経化学的な性質を同定しておく。研究分担者（窪田）は、神経回路の結合特異性を解析するために、傍細胞記録で電気生理学的所見が取れたニューロンの投射先のシナプス結合を三次元的に解析するための電子顕微鏡解析法を確立する。研究代表者（藤山）と連携研究者（苅部）は、平成２７年半ば頃まで上記で同定した大脳皮質・基底核・視床の各ニューロンを含むスライス標本を作製し、これらのニューロンの電気生理学的性質および形態学的な特性を同定する。また、このスライス標本を用いたパッチクランプ細胞記録により、シナプス結合するペアのニューロンを同定し、ニューロンのペア記録と逆行性標識を組み合わせて、この両者が相互結合回路を形成しているかどうかを検証する。平成２７年の後半期から、研究代表者（藤山）、連携研究者（苅部）および研究分担者（窪田）は、麻酔下のラットの大脳皮質・基底核・視床の各ニューロンの傍細胞記録と、そのニューロンが発現する受容体の同定を光学顕微鏡および電子顕微鏡レベルで同定する。さらに連携研究者（高橋）が無麻酔・自由行動中のラットの大脳皮質・基底核・視床の各ニューロンのリアルタイム計測マルチニューロン記録を開始する。運動学習の獲得から習熟まで、ステップ毎に解析し、その変化との相関について検証する
また、運動学習の各ステップ（獲得期や熟練期）の動物に脳深部刺激や光遺伝学実験による神経回路操作を行い、そのニューロフィードバックによる影響を個別に解析する事で、機能シフトを担う責任回路を検証する。
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[Journal Article] Singular localization of sodium channel β4 subunit in unmyelinated fibres and its role in the striatum.2014
Author(s)
Miyazaki H, Oyama F, Inoue R, Aosaki T, Abe T, Kiyonari H, Kino Y, Kurosawa M, Shimizu J, Ogiwara I, Yamakawa K, Koshimizu Y, Fujiyama F, Kaneko T, Shimizu H, Nagatomo K, Yamada K, Shimogori T, Hattori N, Miura M, Nukina N.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 5525
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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