2光子イメージングと新規光刺激法の融合による覚醒動物前頭葉の神経集団活動解析

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10J00136
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 平 理一郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 脳・神経 / イメージング / 2光子励起

Research Abstract

昨年度までに構築したマウス行動課題の自動化をさらに発展させ、ルーティンレベルで行動課題を習得したマウスを週に2匹程度つくることができるようになった。また行動下の2光子カルシウムイメージングと、そのデータの解析に関しても、多数のマウスに関して実験することができた。本年度は、昨年度までに開発した実験手法に加え、それらの妥当性を確かなものにするための手法を導入した。具体的にはイメージングと同時にセルアタッチ記録を行うことによって、2光子カルシウムイメージグによって可視化されたカルシウム上昇が神経細胞の活動電位を反映することを示すことを示すことができた。さらに、2光子カルシウムイメージングにおける感覚応答細胞の分布の広がりの程度を、ウレタン麻酔下のフラビン蛍光イメージングによって確認することができた。こうした方法論の確立によって、本研究の結論は2光子カルシウムイメージングの弱点を補うことができるものと考えられる。本年度の実験とデータ解析によって発見した主な結果は以下の通りである。(1)Rostral Forelimb Area(RFA)の方がCaudal Forelimb Area(CFA)よりも活動がはやく始まる。(2)いずれの領域においても、直径70umの範囲に運動関連活動を示す細胞のクラスターが存在する。(3)クラスター内に存在する運動関連細胞は、クラスター外に存在するそれよりも、信頼性の高い活動を示し、運動情報を多く有する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2光子カルシウムイメージングを覚醒動物に適用する方法論を確立し、新たな実験事実が明らかになってきているので、順調に進展していると言える。また、神経活動を適切に刺激する方法に関しては、イメージング技術の開発と同時並行して進めている。

Strategy for Future Research Activity

基本的に大きな問題点などなく順調に計画した実験を進めている。今後はイメージング技術と神経活動の操作を組み合わせていくことを中心的な課題としていきたい。また、イメージングによって得られたデータに関して論文執筆中であるので、できるだけはやく完成させたい。