2018 Fiscal Year Annual Research Report
Cell-type- and pathway- specific information processing in the hippocampal formation
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16H04656
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
水関 健司 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (80344448)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 海馬 / 海馬台 / 投射先特異的 / 情報処理 / 記憶 / 光遺伝学 / スパイク伝達効率 / オシレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海馬体の神経細胞間の相互作用が行動や経験によってどの様に変化するかを調べた。ラット海馬CA1、CA3、歯状回、嗅内皮質から多数の神経細胞の発火と電場電位を同時に記録したデータを使い、神経細胞間のスパイク伝達効率が学習の過程、睡眠の前後、ならびに行動の相で変化していく様子を調べた。その結果、バースト発火でスパイク伝達効率が上がる促進的な細胞ペアと下がる抑圧的な細胞ペアがあることがわかった。さらに、スパイク伝達効率が促進的か抑圧的かは、領域と細胞腫に依存的であることを明らかにした。
さらに海馬体の経路特異的な情報処理を理解するため、大規模計測と光遺伝学を組み合わせて、投射先を同定した海馬台の神経細胞の活動を計測する実験系を構築した。具体的には、アデノ随伴ウイルスベクターを用いてラットの海馬台の神経細胞にチャネルロドプシンChR2を発現させた。次に、多点電極シリコンプローブを用いて100個程度の海馬台の神経細胞の活動を一斉に計測しながら、海馬台の主要な投射先に挿入した光ファイバーを使って脳領域特異的に光刺激した。ChR2を発現している神経細胞の軸索で生じたスパイクが短い潜時と小さなジターで逆行性に細胞体へ伝わることを指標にして、海馬台の神経細胞の投射先を同定できた。投射先を同定できた神経細胞が持つ各種の情報（場所情報・頭方向情報・作業記憶情報など）を定量し、海馬台で観察される各種のオシレーション（シータ・ガンマ・リップル波など）に対する発火の相関、各種の行動状態（課題遂行時・レム睡眠時・ノンレム睡眠時）における発火パターンを精査した。その結果、海馬台の神経細胞は、投射先の脳領域によって異なる種類の情報を伝達し、各種のオシレーションに対して異なる相関を示すことを示唆するデータを得た。この結果は、海馬台が投射先選択的に特有の情報を特有の活動様式を用いて伝達することを示唆する。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] PET imaging of 11C-labeled coenzyme Q10: Comparison of biodistribution between [11C]ubiquinol-10 and [11C]ubiquinone-10.2019
Author(s)
Watanabe K, Nozaki S, Goto M, Kaneko KI, Hayashinaka E, Irie S, Nishiyama A, Kasai K, Fujii K, Wada Y, Mizuno K, Mizuseki K, Doi H, Watanabe Y.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun
Volume: －
Pages: －
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reconstructing Neuronal Circuitry from Parallel Spike Trains2018
Author(s)
Kobayashi,R., Kurita,S., Kitano,K., Mizuseki,K., Richmond,B.J., Shinomoto,S.
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Journal Title
bioRxiv
Volume: 334078
Pages: 1-14
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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