2021 Fiscal Year Annual Research Report
大規模単一神経活動記録による自発活動と触知覚神経活動の関連の探索
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19K23788
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
上森 寛元 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (90845900)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 2光子カルシウムイメージング / 触知覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、自発活動中の広域でのマウス大脳皮質第2/3層の神経活動が、マウスの後肢刺激の知覚に対して与える影響を調査することである。昨年度までにおいて、大脳皮質の広域にムラなくカルシウムセンサー（GCaMP）を発現させる方法やセンサーの種類・濃度の最適化を行い、また、広視野2光子顕微鏡下に知覚課題のためのセットアップ構築・課題中のイベント（後肢刺激タイミングや知覚の報告であるマウスのLickタイミング等）や2光子撮像のフレームタイミングの記録系の立ち上げを行い、データ取得を開始し、得られたデータの解析を進めた。昨年度行った知覚課題は、後肢刺激を知覚した場合に即座にLickによって報告させる課題であったが、その場合刺激以降にLickとしての運動に関する神経活動が皮質広域に生じ、結果的に知覚したかどうかの指標であるHitとMissの差が単純に運動に関する神経表現によって説明できてしまう問題があった。
そこで今年度は知覚課題を一部変更し、後肢刺激の後に1.5秒の遅延時間を設け、その後に音のCueを呈示してそのCueに対して後肢刺激があった場合にのみLickをさせるよう改良した。トレーニング方法も変更して実験系を再構築し、広視野顕微鏡を用いて課題中の神経活動を記録し、解析を行った。その結果、後肢刺激直前の自発活動時の神経活動はHitとMissで違いが見られなかった。しかし、後肢刺激からCueまでの遅延時間中の神経活動においては違いが生じ、Hit時には細胞の平均的な活動レベルが下がること、そして活動の分散は上がることが分かった。つまり、神経細胞群の情報表現がHit時の方がMiss時より多様であることがわかった。今後は後肢刺激直前の自発活動の状態がどのような場合にHitにつながるのかを明らかにするため、Hit時Miss時の大規模ネットワークの構造をより詳細に解析することが求められる。
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