2020 Fiscal Year Annual Research Report
運動学習を実現する広域脳ネットワーク回路可塑性の包括的研究
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19H01037
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松崎 政紀 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 運動学習 / ２光子イメージング / 運動野 / 視床 / 小脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳動物における運動学習の回路動作原理を解明することを目的とし、一次運動野内と一次運動野に入力する信号と出力される信号を系統的に調べその関連と運動学習における役割を明らかにしようとしている。今年度は、M2からM1へ入力する軸索と運動視床からM1へ入力する軸索が、運動学習中にどのように変化するかを運動学習中の2光子イメージングによって明らかにし論文発表を行った。M2からM1への軸索はシナプス前終末の形成率が少しではあるが上昇し、視床からM1への軸索のシナプス前終末はより学習後期に安定化することを見出した。昨年度に開発した、運動自体には関連しないが運動学習に必要な情報を検出するための課題をマウスに行わせ、そのときの視床皮質軸索の活動の2光子カルシウムイメージングを行い、その基本特性を見出した。薬理実験によってその経路が課題実行に必要であることを見出しつつある。またこの視床軸索のシナプス強度をスライス標本で計測する実験系を構築した。特に興奮性入力と抑制性入力に注目し、これがどの種類の抑制性細胞に依存しているかを明らかにする実験系を構築し始めたところである。また運動野での細胞集団活動と多くの行動パラメータが学習中にどのような関係に変化し維持されるのかを、エンコーディング、デコーディングの解析技術を駆使して明らかにした。またその活動の因果関係を明らかにするため、細胞活動の操作を光遺伝学または化学遺伝学の手法を用いて行う実験系を構築しつつある。
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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
課題実行中のM1への入力軸索のイメージングが進んでおり、そのシナプス入力を計測する実験系も構築できつつある。M1内での運動学習の多細胞集団活動の特性もほぼ明らかになってきたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に進めた動物課題での視床軸索活動の特性を統計的にはっきりさせるとともに、薬理実験によってその経路の機能を特定する。また視床軸索のシナプス強度を計測し、その特性を明らかにする。運動学習に対する関連神経細胞活動の因果関係を明らかにするため、細胞活動の操作を行う。
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