2014 Fiscal Year Annual Research Report
大脳基底核・小脳出力情報を統合し運動指令を形成する大脳皮質構築の解明
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13J03960
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
田中 康代 基礎生物学研究所, 光脳回路研究部門, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 自発運動 / １次運動野 / 皮質脊髄投射神経細胞 / 視床 / 光刺激 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスレバー引きタスク時の、視床皮質軸索の活動を見るために２光子顕微鏡を用いたカルシウムイメージングを行った。皮質第１層における視床軸索のカルシウム応答を見てみると、様々な活動パターンの軸索が見られる中でレバーに非常によく同期したカルシウム上昇を持つ軸索がみられた。皮質第3層に投射する視床軸索の神経活動や、受け手の細胞である皮質脊髄投射細胞の神経活動もレバー引き中でイメージングしており第1層に投射する視床軸索の活動と比較しながら現在解析中である。
次に、視床軸索の神経活動がレバー引き運動に影響するのかを調べるために、ChR2を発現するウイルスを視床に注入し、マウスのレバー引き中に皮質に投射する視床軸索を一定の周波数で光刺激することによってレバー引きの成功率がどのように変化するのかを調べた。その結果、強い光刺激条件下では前肢の不随意運動が惹起され、レバー引きも上手にできないことがわかった。一方、弱い光刺激条件下では反対にレバー引きの成功数を上昇させることがわかった。
以上の結果より、視床大脳皮質投射は自発運動時に重要な役割を果たしていることが示唆された。現在これらの結果をまとめて投稿準備中である。
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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
視床軸索のレバー引き時のイメージングの系が立ちデータを取得した。それらを解析し現在投稿準備中であるから。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスレバー引き運動時の視床皮質軸索活動のパターンが当研究で少しずつ明るみになりつつある。今後は解析やまとめを引き続き行い、自発運動を形成する神経活動パターンとは一体どのようなものなのかについて明らかにし、その機能を考察する。更に脳の内部で形成された神経活動パターンが皮質脊髄投射神経細胞の出力にどのように影響を与えているのか、シミュレーションなどの手法を使って一つのモデルを提唱することを目指す。
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