Spatial and temporal characteristics of neural activity of frontal eye field and its anatomical structures

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K07730
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 阿部 央 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (10711161)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 眼球運動 / 霊長類 / マーモセット / LIP

Outline of Annual Research Achievements

FEFの観察窓の維持が難しかったため、今年度も、FEFと機能的に強い関連のある領野であり、頭頂にあることから観察窓の維持が容易なLIPに暫定的に対象を切り替えて実験を継続した。眼球運動を用いる課題の訓練が終了した１頭目の動物からのイメージングを行うとともに、２頭目の動物の固視課題実験の訓練を行った。訓練が進展した後、カルシウムイメージングのためにGCaMP6sを発現させるウイルスを注入した。さらに、眼球運動を誘発できるかをテストするための光刺激実験も行えるように、新しく作成したChRmineを発現させるウイルスも混合して、LIPを含む頭頂領域に注入した。十分な時間経過後に発現を確認したところ、１光子イメージングではそれなりに明るいGCaMP6sの信号が観察されたものの、２光子イメージングで細胞の発現を調べたところ、ChRmineを発現している細胞は多く確認できたものの、GCaMP6sを発現している細胞はほとんど見られなかった。ChRmineのウイルスと一緒に注入したことで、GCaMP6sの発現が干渉したと考えられた。そこで、３頭目の動物に、１頭目と同じように、GCaMP6sのみを発現するウイルスを頭頂領域に注入した。現在は、その動物の訓練を始めるところである。また、１頭目の動物については、眼球運動を誘発できるかのテストのために、ChR2を発現させるウイルスを観察窓を一時的に外して、注入した。今回はGCaMP6sのウイルスとの干渉を避けるために、異なる血清型のウイルスを用いた。しかし、光刺激実験を行ったところ、これまでのところ眼球運動を誘発するに至らなかった。光刺激のパワーが弱い可能性が考えられたので、よりパワーの大きいLEDに交換し、また、パワーの減衰を抑えるために光学系を簡素化した。現在、再度の光刺激実験の準備中である。