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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Information transmission from the claustrum to the entorhinal cortex

Research Project

Project/Area Number 17K14939
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

北西 卓磨  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 講師 (90722116)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords前障 / 嗅内野 / 海馬 / 大規模細胞外計測 / 光遺伝学
Outline of Annual Research Achievements

これまでの申請者らの研究により、前障は内側嗅内野に密に投射し、記憶の獲得を調節することが分かっている。しかし、前障から内側嗅内野にいたる神経経路が、具体的にどのような情報を伝達するかはまったく分かっていない。本研究は、前障―嗅内野経路の情報伝達の実態を、生体脳における細胞外計測と光遺伝学を組み合わせることで解明することを目指した。内側嗅内野は広い脳領域であり、前障の神経細胞はおもに嗅内野の深層に投射する一方、空間記憶や空間ナビゲーションに密接に関連すると考えられる格子細胞は表層に豊富に存在する。また、嗅内野の背側と腹側では神経活動の様態が異なることが知られている。前障が嗅内野のなかのどの部位に強く影響を与えるかは分かっていない。そこで、嗅内野の表層―深層軸および背側―腹側軸の可能な限り広範囲において、神経活動を一斉に計測するため、256点からなる大規模なシリコンプローブ電極を用いた細胞外計測法を構築した。この計測法により、自由行動中の動物において、脳の広範囲 (2.4 mm×1.6 mm) から、100個以上の神経細胞の活動と局所電位を一斉に計測することが可能になった。この実験系により、前障―嗅内野の情報伝達の実態を大規模に計測し解析することが可能になった。また、申請者らの研究により、前障は、海馬から嗅内野を介して外部の脳領域へと情報を送出する神経経路を調節することが示唆されている。関連して、海馬から外部の脳領域へと情報を出力するもうひとつの経路である、海馬台を介した情報の分配について、256点のシリコンプローブ電極と光遺伝学を用いた検証を進めた。その結果、海馬台は、海馬CA1野とくらべて低選択性・高発火率のノイズ耐性な情報表現をもち、さらにこの頑強な情報を、情報の種類に応じて選択的に下流の脳領域に分配することが明らかになった。この成果をまとめ、発表論文の作成を進めている。

  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Cell type, sub-region, and layer-specific speed representation in the hippocampal?entorhinal circuit2020

    • Author(s)
      Iwase Motosada、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 1407

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58194-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Entorhinal Layer II Calbindin-Expressing Neurons Originate Widespread Telencephalic and Intrinsic Projections2019

    • Author(s)
      Ohara Shinya、Gianatti Michele、Itou Kazuki、Berndtsson Christin H.、Doan Thanh P.、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji、Iijima Toshio、Tsutsui Ken-Ichiro、Witter Menno P.
    • Journal Title

      Frontiers in Systems Neuroscience

      Volume: 13 Pages: 54

    • DOI

      10.3389/fnsys.2019.00054

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The subiculum: Unique hippocampal hub and more2019

    • Author(s)
      Matsumoto Nobuyoshi、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 143 Pages: 1~12

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.08.002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Pathway-specific information outflow from the subiculum2019

    • Author(s)
      Kitanishi T, Umaba R, Mizuseki K
    • Organizer
      49th Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海馬台からの経路選択的な情報送出:投射先を光同定した大規模活動計測による解析2019

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
  • [Presentation] 高汎用性ハイブリッド手法による行動軌跡からの状態推定と特徴抽出2019

    • Author(s)
      木村幸太郎、山崎修平、北西卓磨、依田憲、高橋晃周、上川内あずさ、飛龍志津子、前川卓也
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海馬台から投射先領域への経路選択的な情報伝達2019

    • Author(s)
      北西卓磨、馬場良子、水関健司
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海馬-嗅内皮質における細胞種、領域特異的な速度表現2019

    • Author(s)
      岩瀬元貞、北西卓磨、水関健司
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海馬台の投射先選択的な神経細胞の分布とシナプス後細胞の投射先2019

    • Author(s)
      馬場良子、北西卓磨、水関健司
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大規模計測と光遺伝学をもちいた海馬領域間伝達の解明2019

    • Author(s)
      北西卓磨
    • Organizer
      第4回脳科学研究センターセミナー

URL: 

Published: 2021-01-27  

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