Deciphering the Enigmatic Fusion of Sensory Information in the Dynamic Remodeling of Central Nervous System Circuits following Peripheral Sensory Impairment

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K24025
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0906:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Urata Shinji 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (60849404)
• Project Period (FY): 2021-03-01 – 2023-03-31
• Keywords: 感覚障害 / 難聴 / 平衡障害 / 嗅覚障害 / 感覚中枢 / 可塑性

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to elucidate the mechanisms of central compensation when peripheral sensory functions such as auditory, vestibular, and olfactory senses are chronically impaired. By analyzing the changes in central nervous system circuits, we utilized adeno-associated virus (AAV) to express GCaMP in neurons of the auditory cortex, vestibular nuclei, and olfactory bulb. Following the insertion of GRIN lens, calcium imaging of neural activity was performed using the UCLA miniscope.

Free Research Field

Neuroscience

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

難聴、めまい、嗅覚障害は独立事象ではなく、実臨床での感覚障害は多岐にわたる。本研究では感覚中枢領域の多点同時イメージング技術を確立し、末梢神経傷害後に長期に観察することを目的とした。
本研究では、AAVを用いて聴覚皮質、前庭神経核、嗅球にGCaMPを発現させ、GRINレンズごしに小型内視鏡（UCLA mini scope）を用いてCaイメージングできる技術を確立させてた。一方、scopeの干渉により多点観察は聴覚皮質と嗅球のみで可能であった。本研究目的の達成には体動補正、scopeの小型化、高感度カルシウムセンサーの開発、などさらなる検討が必要である。