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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Two photon calcium imaging of layer 6 neurons in primary motor cortex

Research Project

Project/Area Number 16K18370
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

田中 康裕  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (20533128)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords大脳皮質 / 第6層 / 運動野 / 2光子イメージング / カルシウム / 皮質視床投射 / 衝動性
Outline of Annual Research Achievements

第6層に分布する視床投射ニューロンと皮質間投射ニューロンの2種類を先にレトロビーズにより標識したうえでさらにRCaMPによる標識を行い、イメージングすることで800-1000マイクロメートル付近の6層でも安定した記録を可能とした。事前のレトロビーズでの標識は、固定脳透明化技術により、カルシウムイメージングを行った細胞について標識の有無を判定することができた。また、注入されたビーズは軸索より取り込まれ一次運動野第6層の皮質視床投射ニューロンと皮質間投射ニューロンを標識できる。同系色の色でラベルすることとなるが、波長を調整することで生体でも同時標識されているかどうかを確認することができることを確かめた。
自発的なレバー引き活動において、レバー引き終了後、次のレバー引きを開始するまでの時間を待ち時間と定義した場合に、短い待ち時間と長い待ち時間を区別して報酬を選択するような行動課題を確立した。しかし、自発的レバー引きにおいては動物が待っているのか、課題自体を無視しているのかが明らかでないケースも見られた。そこでキュー刺激を与えて、キュー以降の時間を待ち時間と定義し、待った後に行動を起こすことができるかを検討した。レバー引きの前段階としてリッキング課題により検討したところ、短い待ち時間であれば待てることを確認した。
最終年度である今年度は、課題実行時のイメージングを目標としていたが、課題の開発及び訓練に時間がかかることが明らかとなってきたため、過去に取得した課題実行時のイメージングデータを用いて、動物の行動とイメージングから得られた神経活動を統計的に関連付ける手法の一つである一般化線形モデルの導入を先に行った。

Remarks

oir2stdData, MATLAB script for converting Olympus .oir image files into MATLAB readable images and metadata

  • Research Products

    (6 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Dorsal and ventral parts of thalamic nucleus submedius project to different areas of rat orbitofrontal cortex: A single neuron-tracing study using virus vectors.2017

    • Author(s)
      Kuramoto E,Iwai H,Yamanaka A,Ohno S,Seki H,Tanaka YR,Furuta T,Hioki H,Goto T.
    • Journal Title

      Journal of Comparative Neurology

      Volume: 525 Pages: 3821-3839

    • DOI

      10.1002/cne.24306

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dynamics of thalamocortical activities during motor execution and learning2018

    • Author(s)
      田中 康代, 田中 康裕 , 近藤 将史 , 寺田 晋一郎 , 川口 泰雄 , 松崎 政紀
    • Organizer
      第95回日本生理学会大会
  • [Presentation] Thalamocortical dynamics mediate learning and execution of self-initiated movement.2017

    • Author(s)
      Tanaka YH, Tanaka YR, Hira R, Kondo M, Terada S, Kawaguchi Y, Matsuzaki M.
    • Organizer
      The 40rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society,
  • [Presentation] Dynamics of thalamocortical inputs during motor learning.2017

    • Author(s)
      Yasuhiro Tanaka
    • Organizer
      Computational principles of the nervous system: elucidatated from the observations of neural population activity
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 実験神経科学者がデコーディングをやってみた。2017

    • Author(s)
      田中康裕
    • Organizer
      次世代脳冬のシンポジウム「デコーディング脳科学 ~細胞から心まで~」
    • Invited
  • [Remarks] oir2stdData, Github repsitory

    • URL

      https://github.com/YR-T/oir2stdData

URL: 

Published: 2018-12-17  

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