Analysis of spine plasticity in prefrontal cortex using 2-photon microscopy

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16249
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yagishita Sho 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (50721940)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 樹状突起スパイン / 前頭葉 / 形態可塑性

Outline of Final Research Achievements

I explored the conditions for inducing plasticity in frontal dendritic spines using two-photon excitation of caged-glutamate, and found that glutamate stimulation alone did not induce plasticity, but noradrenaline and activity history facilitated plasticity induction. In addition, this noradrenaline action is mediated by β2 receptors, which are not expressed in neurons, suggesting a novel and unexpected signaling pathway for activity-dependent plasticity control.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

前頭葉は脳高次機能に関わり、これを制御する細胞基盤の理解は精神疾患の理解などに重要である。しかし、神経細胞機能の主要な制御機序である可塑性がどのように生じてきのかというのは殆どわかっていなかった。今回の研究成果に基づき、新たな誘発条件がわかり、このような機序が精神疾患モデルでどのように変化しているのか、治療薬作用にどのように関係しているのかといった研究へと展開する可能性がある。