2019 Fiscal Year Research-status Report
低コントラスト刺激の視覚弁別を可能にする神経回路の解明
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18K06537
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
木村 梨絵 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (60513455)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 神経生理 / 神経回路 / 視覚野 / 行動 / マルチユニット記録 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コントラストの違いによる特徴的神経活動がどのようにして生じるかについて、逆行性のトレーサーとして、糖タンパク質欠損型の狂犬病ウイルスを一次視覚野領域、および運動野領域にインジェクションすることで多脳領野間の連携を解析した。視知覚から運動出力にいたる中間地点に位置して、トップダウンのソースになりうる脳領野として、Anterior cingurate cortex (ACC) を同定し、視覚弁別誘発性の運動課題を遂行するラットから発火活動をマルチユニット記録した。視覚刺激提示で神経活動が惹起されるような細胞も存在した。これについては、今後、例数を増やして、詳細な解析を行う予定である。
また、Creタンパク質を発現する遺伝子を含むアデノ随伴ウイルスAAVと、Cre依存的に光活性化タンパク質のChR2を発現する遺伝子を含むAAVを一次視覚野にインジェクションした。一次視覚野を青色光照射することで、神経活動を操作する実験も行った。ウイルスをインジェクションするためにガラス管を挿入した部位はダメージなどが生じるため、数週間後に記録電極を同じ部位に挿入して神経活動を記録することがこれまでは難しかったが、ウイルスを入れたガラス管を斜めに挿入することによって、同じ部位に電極を挿入する必要がなくなり、この問題を克服した。さらに、青色光照射のための光ファイバーと多点電極の物理的な干渉が問題になっていたが、多点電極のシャンク長を長くしたものを用いることによって克服した。今後、光遺伝学による因果性の検討も行っていく予定である。
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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
低コントラスト優位な細胞の生成メカニズムとして、一次視覚野外の脳領野による関与を考え、トレーサー実験を行うことによって、その候補としてACCを同定することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、低コントラストの視覚弁別時のACCの神経活動について例数を増やし、詳細な解析を行う。また、ACCに光活性化タンパク質を発現させることによって、光遺伝学的に回路特異的な神経活動操作を行い、因果的に多脳領野間の相互作用を調べる。
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| Causes of Carryover |
2019年度は、新たな実験を立ち上げ、予備検討をした。このため、例数を増やすフェーズではなかったため、当初予定していたよりも研究経費がかからなかった。2020年度は、例数を増やすために実験を継続して行っていく予定であり、その実験に必要な経費を支出することを見込んでいる。
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