2021 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、運動タイミング課題実行中の小脳→視床→大脳皮質運動野経路における視床皮質軸索活動の計測と解析を進め、複数の運動野、異なる層に入力するタイミング信号をそれぞれ明らかにした。また、運動タイミングを必要としない課題中での活動と比較することで、前者の課題での活動パターンが運動タイミングに特異的であることを見出した。これらの活動は単一細胞活動でも運動タイミングに依存した活動を示し、細胞集団としても、運動タイミングをコードしていることを数理解析によって見出した。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確立し、フィードフォワード抑制経路を見出した。その特性について薬理学的手法と光遺伝学的手法を用いて明らかにしつつある。また運動野深層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。さらに、その活動と運動の因果関係を明らかにするため、光遺伝学的手法で細胞活動を操作する技術を開発した。このことで、一次運動野深層の細胞活動抑制は。一次運動野全層の細胞活動抑制とは異なった運動異常を示すことが判明した。
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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への入力軸索活動、M1深層、浅層の細胞活動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稼働しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動タイミングに関わる視床運動野経路の活動パターンとその因果性を明らかにするとともに、それを担う、視床皮質シナプス入力を明らかにする。またM1深層の細胞が運動のどの側面の学習に必要であるかを計測・操作によって明らかにしていく予定である。
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Research Products
(1 results)
