Analysis of the hindbrain and spinal circuits controlling the speed-dependent change of locomotor patterns using small fish

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06897
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: Kimura Yukiko 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (70581122)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ゼブラフィッシュ / 遊泳運動

Outline of Final Research Achievements

This study aims to clarify how spinal circuits control the change of locomotor patterns depending on speed by using zebrafish larvae. In order to clear the mechanism, revealing the speed-dependent change of synaptic inputs is critical. In this study, recordings of the synaptic inputs received by different types of spinal neurons showing speed-dependent firing patterns revealed that the balance of excitatory and inhibitory inputs changed depending on swimming speed. The changing patterns of synaptic inputs and the mechanisms regulating them were variables between cell types.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は、速度依存的な運動を制御する脊髄神経回路の理解を進展させたことである。ゼブラフィッシュ仔魚の小型で単純な神経回路を遺伝学的解析と電気生理学的解析を組み合わせて解析することで、哺乳類など大型の脊椎動物では容易ではない解析を行えた。また社会的意義として、本研究による脊髄の運動系神経回路の動作原理の解明は、脊椎・脊髄疾患の理解や治療法の開発に将来的につながる可能性がある。