2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K14827
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
米田 泰輔 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (40709218)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 大脳皮質 / カラム / マイクロカラム / 機能形成 / 視覚野 / ５層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳の発達には感受性期(Critical period)の神経回路変化が重要であるが、その変化が大脳皮質に共通のメカニズムによって生じるかは不明である。研究代表者らはこれまでに、大脳皮質第５層の皮質下投射細胞が、細胞タイプ特異的な微小なカラム(マイクロカラム)を形成し、マイクロカラム内の細胞は互いに類似した応答選択性を示すことを明らかにした。本研究ではマイクロカラム内の類似性が感受性期の経験によって形成されるかを検証し、普遍的な大脳皮質の回路形成機構の一端を明らかにする事を目指す。
今年度はマイクロカラム内の細胞の類似した視覚応答が発達に伴って形成されるかを検証した。通常の視覚環境で育ったマウス一次視覚野５層で２光子カルシウムイメージングを行い、その後組織透明化法を用いて皮質下投射細胞を同定し、マイクロカラムの軸方向と垂直な方向における皮質下投射細胞ペアの距離と視覚応答の類似性の関係を調べた。12週齢の成熟動物では、同一マイクロカラムに属すると想定される細胞間距離15μm以内の皮質下投射細胞ペアが、類似した視覚応答選択性を示した。一方で4週齢の感受性期マウスではマイクロカラム内の細胞ペアにおいて類似した応答選択性は観察されなかった。また自発的な神経活動においては、感受性期マウスと成熟マウスのいずれにおいても、マイクロカラム内の細胞ペアで活動相関が観察された。これらの結果はマイクロカラムの類似した応答選択性が、生後発達に伴って形成されることを示唆する。
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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
今年度はマイクロカラムの機能相関が生後発達に伴い形成されることを示唆する結果を得た。よって研究は概ね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
4-6週齢のマウスで、同一の皮質下投射細胞から繰り返し2光子イメージングを行い、マイクロカラム内の類似性形成のダイナミクスを明らかにする。予備的検討によって、4-6週齢マウス5層での繰り返し2光子イメージングが可能となった。今後は繰り返し計測中の実験精度を評価するアッセイを構築し、計測の妥当性を保証した上でマイクロカラムの機能形成のダイナミクスを明らかにすることを目指す。加えて視覚経験を操作した動物を作成し、マイクロカラムの機能形成における視覚経験の役割を調べる。
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| Causes of Carryover |
前所属期間より当初購入を予定していた実験器具を譲り受けた。そのため予定費用の一部が節約でき、次年度使用が生じた。次年度に行う繰り返しイメージングには多くの動物が必要であることが想定されるため、次年度使用額をマウスの購入に充てる。
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