2018 Fiscal Year Annual Research Report
大脳皮質視覚系の機能局在に必要な領野間神経結合の経験依存的発達
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18H02547
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
吉村 由美子 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 教授 (10291907)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 大脳皮質視覚野 / 領域間神経結合 / 形態視 / 運動視 / 経験依存的発達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳皮質の機能は生後の経験や学習に基づいて柔軟に構築・再編される。マウス一次視覚野は発達期可塑性解析の良いモデルである。また近年、マウス視覚系においても、運動視と形態視のそれぞれに関わる二次視覚野サブ領域が見出された。そこで本課題では、マウス一次視覚野と二次視覚野各サブ領域における視覚反応の発達過程とその経験依存性を特徴づける。本年度は経験依存的発達の解析に有効である、覚醒マウスを用いた慢性イメージングの実験系を最適化した。発達期マウス視覚関連領域にある興奮性細胞に限局してカルシウムセンサー蛋白を発現させる条件を確定し、覚醒下で大脳皮質一次視覚野および二次視覚野ALとPM領域のそれぞれからの視覚反応を、マクロイメージングにより同時に計測する実験系を確立した。さらに、同一のマウスの視覚反応を経時的に記録し、その発達過程を解析することにも成功した。また、開眼前から両眼遮蔽を行うことで形態視を遮断した状態で飼育すると、一次視覚野の低空間周波数刺激に対しては、正常な視覚体験を経た場合と同様に、強い応答がみられた。一方、高い空間周波数刺激に対する応答は減弱した。二次視覚野においては高空間刺激に対する反応のみならず、視覚応答そのものが著しく減弱する結果を得た。この結果は発達期の視覚遮断の影響が一次視覚野と二次視覚野では異なることを示す。発達期に視覚遮断を行うと、視覚刺激の知覚能力が著しく減弱することが知られているので、今回の解析でみられた二次視覚野の応答減弱がその神経メカニズムであることが示唆される。
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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
発達期マウス視覚関連領域にある興奮性細胞特異的にカルシウムセンサー蛋白を発現させる条件を確定し、覚醒下で大脳皮質一次視覚野および二次視覚野ALとPM領域のそれぞれから視覚反応をマクロイメージングする実験系を確立した。この過程で、同一のマウスの視覚反応を経時的に記録し、その発達過程を調べることにも成功した。また、発達期の両眼遮蔽により視覚体験を遮断すると、一次視覚野では高い空間周波数刺激に対する反応が減弱し、二次視覚野では高空間刺激に対する反応のみならず視覚応答そのものが減弱する結果を得た。このような実験系の確立と得られた実験成果から、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験過程で、発達期のマウスにおいて覚醒下で大脳皮質の複数の視覚関連領野から視覚反応を慢性的にイメージングする系を確立した。今後はこの技術を利用して、様々な視覚環境操作を行い、その影響を検索する。影響が見られた視覚環境操作においては、2光子励起顕微鏡によるカルシウムイメージングを適用し、その影響を細胞レベルで解析する。発達過程や視覚環境操作によって視覚反応がどのように変化するかを明らかにするには、同一個体の同じ細胞から慢性イメージングすることが重要である。マクロイメージングでは同一個体からの慢性計測を行ったので、今後は、細胞レベルでの経時的イメージングを行う技術を確立する。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] miR-124 dosage regulates prefrontal cortex function by dopaminergic modulation.2019
Author(s)
Kozuka, T., Omori, Y., Watanabe, S., Tarusawa, E., Yamamoto, H., Chaya, T., Furuhashi, M., Morita, M., Sato, T., Hirose, S., Ohkawa, Y., Yoshimura, Y., Hikida, T. & Furukawa, T.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 5;9(1)
Pages: 3445
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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