The role of cannabinoids in the formation of cortical neural circuits during development.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06913
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: Itami Chiaki 埼玉医科大学, 医学部, 講師 (90392430)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 大脳皮質 / 臨界期 / STDP

Outline of Final Research Achievements

Columnar structures are considered the fundamental units of the cerebral cortex and form the basis for information processing in higher animals. Shortly after the formation of thalamocortical projections, cannabinoid receptors (CB1R) begin to function on layer 4 (L4) axon terminals, coinciding with the timing of columnar formation of L4 axons. In mice genetically deficient in diacylglycerol lipase alpha, the key enzyme for 2-AG synthesis, the columnar structure of L4 axons was disrupted. Intraperitoneal administration of a CB1R agonist resulted in shorter axon length, and knockout of CB1R in L4 neurons impaired the columnar projections of axons.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究は、神経科学の主要な目標の一つである臨界期可塑性の詳細なメカニズムを解明し、脳が外界の環境に適応し学習能力を発揮できるようになる過程を明らかにするものである。臨界期可塑性の研究は、神経科学の重要なテーマであり、その重要性は増大している。成熟動物でも可塑性を復活させる試みが世界中で行われており、そのためには大脳皮質の可塑性メカニズムを理解し、臨界期可塑性を回復することが重要である。この研究は、発達障害や神経疾患の治療法開発に新たな道を開く可能性を持ち、脳の発達や学習支援にも新しいアプローチを提供することが期待される。