2021 Fiscal Year Annual Research Report
Deciphering functional significance of newly generated neurons at postnatal stage investigated by multi-photon 4D imaging
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20H04122
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
坂本 雅行 京都大学, 生命科学研究科, 特定准教授 (00777865)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | カルシウムイメージング / ４Dイメージング / 嗅球 / 高次脳機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトを含めた哺乳類の生後発達期の脳においても神経幹細胞が存在し、ニューロン新生が起こっている。側脳室周囲・脳室下帯で産まれた新生ニューロンは顆粒細胞として嗅球神経回路に組み込まれる。ところが、これら新生ニューロンが嗅覚依存的な学習過程において、どのように機能しているかについてはよく分かっていない。本研究では、多光子励起顕微鏡を用いた生体イメージング技術を用いて、新生ニューロンの機能的意義について、回路レベルで明らかにすることを目標としている。
令和３年度は、令和２年度に確立したイメージング技術を応用して、２光子励起顕微鏡下で嗅覚依存的な弁別課題をおこない、嗅覚学習の過程で顆粒細胞および新生ニューロンの活動がどのように変化するのか、経時的な観察をおこなった。まず、イメージングに用いるカルシウムセンサーやプロモーターの検討をおこない、嗅球・顆粒細胞層のニューロン（深さ約５００μm）から２００－３００個同時に活動が記録できるようになった。次に顆粒細胞層の経時的なイメージングをおこなったところ、ニューロン毎に匂いに対する応答が学習の過程でダイナミックに変化していることが明らかとなった。特に、報酬と関連付けをおこなった匂いに対して応答するニューロンについては、学習前後で興奮性に働く割合が優位に増加していた。さらに、機械学習を用いた解析により、弁別課題に用いた匂いはニューロンの活動からも区別できていることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和３年度の目標であった、嗅覚学習課題中のニューロンの経時的な活動計測をおこなうことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
匂いに対する活動のダイナミックな変化が起こる回路メカニズムを明らかにする。
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