Elucidation of mechanisms for cell assembly formation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03550
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Sato Masaaki 北海道大学, 医学研究院, 講師 (90518325)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 海馬 / 生後発達 / 二光子レーザー顕微鏡 / カルシウムイメージング / 樹状突起スパイン / ナビゲーション

Outline of Final Research Achievements

This research aimed to understand the mechanisms of cell assembly development and formation by imaging using hippocampal place cells as a model. The study extended a calcium imaging of deep brain neural circuits in behaving animals that the principal investigator of this study had established in the past to imaging of developing mice, which is technically more challenging. We have developed two-photon calcium imaging of the mouse hippocampus with fluorescent-labeled specific pyramidal cell populations during development. We have also succeeded in establishing important fundamental technologies such as gene transfer in the neonatal rat hippocampus, construction of a virtual reality system for postnatal rats and fluorescent membrane voltage imaging using an sCMOS camera and a custom microscope.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの研究において、ある種の自閉スペクトラム症モデルマウスが頭部固定下のバーチャルリアリティ空間で学習異常を示すこと、およびその海馬の場所細胞地図では、ランドマーク地点をコードするセルアセンブリ（協調的に働く複数の細胞の集団）の学習依存的な形成に、特異的な欠損が見られることを明らかにされている。本研究の成果は、このような発達障害に関連した生後発達期マウス海馬の神経回路活動の大規模計測の技術として有用なものである。