2022 Fiscal Year Final Research Report
Synaptic inputs and integration on the excitatory and inhibitory neurons in the visual cortex.
Project/Area Number |
20H03336
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 46010:Neuroscience-general-related
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
Kondo Satoru 東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任准教授 (20301757)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | シナプス / 大脳視覚野 / 2光子カルシウムイメージング / シナプス入力マップ / 視覚情報処理 / 情報統合 / 神経演算 / 生体イメージング |
Outline of Final Research Achievements |
Understanding how neurons integrate thousands of synaptic inputs is critical to discern cortical information processing. Substantial evidences suggest the importance of spatial arrangement of synaptic inputs onto dendrites for neuronal computation. However, the principle of spatial arrangement and integration mechanisms of inputs remain largely unsolved. To this end, we firstly developed a new method to record individual spine responses in more accurate manner by using optogenetic method. Then, we recorded visually evoked ~1,000 spine responses from individual orientation or direction selective neurons and investigated the input-output relationship. We could successfully re-construct functional inputs map of all the recorded spines. From this map, we found the dominancy in the number of orientation or direction-selective spines that matched with the somatic selectivity. Furthermore, these spines were distributed all over the dendrites but showed some clustering on a part of dendrites.
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Free Research Field |
神経科学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
私たちは外界の情報の約9割を視覚から得ています。視覚情報は目の網膜で受容されたのち、視床という中経路を通り大脳視覚野へ送られます。この時網膜で視覚情報は一旦様々な要素(視野の中の位置、形を構成する線、物体の色、物体の動きなど)に分解され、大脳へ送られ再抽出されることで外界が認識されます。本研究では、視床から大脳視覚野へ送られる情報の性質や大脳視覚野で要素の情報が抽出される仕組みを、最新の2光子カルシウムイメージングという方法を用いて、生体イメージングすることで明らかにしました。これらの研究成果により、私たちがどのようにして物体の形を認識しているかというプロセスの理解に近づくことが出来ました。
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