Elucidation of the mechanisms of behavioral context-dependent modulation of visual perception by neuromodulators.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15613
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Sato Akinori 名古屋大学, 創薬科学研究科, 研究員 (20881204)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 神経修飾物質 / 視覚 / 広域イメージング / ウイルスベクター

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to investigate the relationship between neuromodulation and visual perception, focusing on the brain-wide effects of neuromodulators. I recorded acetylcholine dynamics throughout the brain of mice performing a visual stimulus detection task using wide-field imaging of a genetically encoded fluorescent sensor of acetylcholine, iAChSnFR. The results showed that the changes in fluorescence intensity were different in each cortical region. The fluorescence intensity changes with the learning of the task. In addition, I improved the wide-field microscope to construct a multi-color imaging system and succeeded in simultaneously recording acetylcholine dynamics and neural activities using sRGECO.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、血液脳関門透過性アデノ随伴ウイルスベクターと広域顕微鏡による多色イメージングシステムを用いることで、アセチルコリン動態と神経活動の同時記録を行うことに成功した。課題遂行中の大脳皮質広域におけるアセチルコリン動態と神経活動の同時記録は報告がなく、これはアセチルコリンをはじめとする神経修飾物質の視知覚調節機序の解明における重要な成果であると考える。神経修飾物質は、その過剰放出や枯渇といった異常が神経・精神疾患に関与していることが知られていることから、これらの神経機序の解明および治療法の確立につながる重要な知見であると考える。