2022 Fiscal Year Annual Research Report
時系列立体脳機能イメージング法による島皮質神経回路の覚醒下における動作機構の解明
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21K19616
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 嘉則 日本大学, 歯学部, 教授 (20212607)
尾崎 弘展 東京女子医科大学, 医学部, 助教 (30747697)
大橋 一徳 日本大学, 歯学部, 助教 (90617458)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | カルシウムイメージング法 / 島皮質 / in vivoイメージング / 二光子レーザー顕微鏡 / 痛覚 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度で行った研究では，麻酔下マウス島皮質において，口腔内への体性感覚刺激に応答するニューロンの活動を三次元的にCa2+イメージング法によって可視化し，その経時的変化を捉える手技を確立した。さらに，覚醒マウスへの侵害刺激に対する逃避行動の記録装置を作製した。
令和4年度では，これらの成果を元に，①時系列空間Ca2+イメージングのデータ処理方法の確立と，②覚醒動物における時系列空間Ca2+イメージングの適用に取り組んだ。
第一の時系列空間Ca2+イメージングのデータ処理方法の確立については，研究分担者である新井嘉則が開発したプログラムによるデータ処理（一次データ処理）を使って，大橋一徳が作成した刺激の有無によるニューロン応答の違いを可視化するプログラムで実際のデータ処理を試みた。その結果，上下顎の歯根膜刺激に対する島皮質ニューロンの応答は，微視的（ニューロン単位）では区別できるものの，巨視的（mm単位）では区別が困難であることが明らかになった。一方で，左右の刺激の違いについては，巨視的にも区別できることを明らかにすることが出来た。
第二の逃避行動記録装置を利用した時系列空間Ca2+イメージングについては，覚醒動物が侵害刺激に対してとる行動が予想以上に多様であり，それらの行動評価を加えて分析する必要があることが判明した。そこで，研究分担者である尾崎弘展を中心に，人工知能を利用した行動解析プログラムによる解析法を模索し，複雑な四肢や頭部の動きを定量化することに取り組んだ。その結果，特に前肢の運動パターンによって逃避行動の程度を評価できることが明らかになりつつある。現時点では，これらの評価法が確立できた上で，時系列空間Ca2+イメージング法を導入することを検討している。
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