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2012 Fiscal Year Annual Research Report

運動皮質の神経回路:回路網解析から理論構築へ向けて

Research Project

Project/Area Number 22300113
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

金子 武嗣  京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90177519)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords神経解剖学 / 運動皮質 / 神経回路網 / 遺伝子工学 / 理論構築
Research Abstract

本研究では平成24年度に以下のような成果を得た。
(1)運動系皮質の神経回路を解析するための解析ツールとして情報入力部位が可視化された遺伝子改変動物などを開発する研究:Gensat/NIH より購入した VIP/Cre, Somatostatin/Cre IRES knock-in mouse に樹状突起・細胞体を選択的に可視化するウィルスベクターを感染させて、情報入力部位の完全可視化に成功している。この介在ニューロンへの興奮性・抑制性入力を定量的な解析を始めている。
(2)ウィルスによる単一ニューロン標識法と遺伝子工学を組み合わせて運動性視床核からの入力を受容する皮質ニューロンを検討する研究: 開発済みのparvalbumin 産生ニューロンの樹状突起・細胞体を完全可視化できるラットを用いて、当研究室で開発・応用したウィルスによる視床ニューロンの single neuron tracing の手法を試みた。その結果、皮質の主要な抑制性インターニューロンに視床入力が直接入力していることを形態学的に確認できた。さらに、定量的な研究を進めつつある。また、運動性視床核のうちVM核、高次運動性視床核のMD核の単一ニューロン標識法による視床皮質投射についても所見をまとめている。
(3)細胞内染色法と遺伝子工学を組み合わせて運動関連領野内での局所回路を検討する研究:parvalbumin 産生ニューロンの樹状突起が標識されたトランスジェニックマウスを用いて運動皮質スライスを作製し、錐体細胞を細胞内記録・染色する実験を始めた。
(4)運動系皮質のデザインから皮質で行われている計算理論を提案し、小脳・基底核を含めた行動制御の原理を探る研究:これまでの研究から皮質内神経回路のモデルを提案した review 論文が印刷中である。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (15 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cell type-specific inhibitory inputs to dendritic and somatic compartments of parvalbumin-expressing neocortical interneuron.2013

    • Author(s)
      Hioki H, Okamoto S, Konno M, Kameda H, Sohn J, Kuramoto E, Fujiyama F, Kaneko T
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: vol. 33 (no. 2) Pages: 544-555

    • DOI

      DOI:10.1523/JNEUROSCI.2255-12.2013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of GABAergic neurons, causing a focal ambient GABA gradient, and downregulation of KCC2 are induced during microgyrus formation in a mouse model of polymicrogyria.2013

    • Author(s)
      Wang T, Kumada T, Morishima T, Kaneko T, Yanagawa Y, Yoshida S, Fukuda A
    • Journal Title

      Cerebral Cortex

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1093/cercor/bhs375

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A quantitative analysis of axon bouton distribution of subthalamic nucleus neurons in the rat by single neuron visualization with a viral vector.2013

    • Author(s)
      Koshimizu Y, Fujiyama F, Nakamura KC, Furuta T, Kaneko T
    • Journal Title

      The Journal of Comparative Neurology

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1002/cne.23277

  • [Journal Article] Differential expression of VGLUT1 or VGLUT2 in the trigeminothalamic or trigeminocerebellar projection neurons in the rat.2013

    • Author(s)
      Ge S-N, Li Z-H, Tang J, Ma Y, Hioki H, Zhang T, Lu Y-C, Zhang F-X, Mizuno N, Kaneko T, Liu Y-Y, Lung MSY, Gao G-D, Li J-L.
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.1007/s00429-012-0495-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correlative analysis of immunoreactivity in confocal laser-scanning microscopy and scanning electron microscopy with focused ion beam milling.2013

    • Author(s)
      Sonomura T, Furuta F, Nakatani I, Yamamoto Y, Unzai T, Matsuda W, Iwai h, Yamanaka A, Uemura M, Kaneko T
    • Journal Title

      Frontiers in Neural Circuits

      Volume: 7 Pages: article 26

    • DOI

      10.3389/fncir.2013.00026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local connections of excitatory neurons in motor-associated cortical areas of the rat.2013

    • Author(s)
      Kaneko T
    • Journal Title

      Frontier in Neural Circuits

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      10.3389/fncir.2013.00075

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Replicating receptive fields of simple and complex cells in primary visual cortex in a neuronal network model with temporal and population sparseness and reliability.2012

    • Author(s)
      Tanaka T, Aoyagi T, Kaneko T
    • Journal Title

      Neural Computation

      Volume: vol. 24 (no. 10) Pages: 2700-2725

    • DOI

      DOI:10.1162/NECO_a_00341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Area-specific substratification of deep layer neurons in the rat cortex.2012

    • Author(s)
      Watakabe A, Hirokawa J, Ichinohe N, Ohsawa S, Kaneko T,Rockland KS, Yamamori T
    • Journal Title

      The Journal of Comparative Neurology

      Volume: 520 Pages: 3553-3573

    • DOI

      10.1126/scitranslmed

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Projection neurons in lamina III of the rat spinal cord are selectively innervated by local dynorphin-containing excitatory neurons.2012

    • Author(s)
      Baseer N, Polgár E, Watanabe M, Furuta T, Kaneko T, Todd AJ
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 32 Pages: 11854-11863

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2707-12.2012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of cortical projection neurons with retrograde TET-Off lentiviral vector.2012

    • Author(s)
      Watakabe A, Kato S, Kobayashi K, Takaji M, Nakagami Y, Sadakane O, Ohtsuka M, Hioki H, Kaneko T, Okuno H, Kawashima T, Bito H, Kitamura Y, Yamamori T
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 7 Pages: e46157

    • DOI

      1371/journal.pone.0046157

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cell type-specific inhibitory inputs to dendritic and somatic compartments of parvalbumin-expressing neocortical interneuron.2012

    • Author(s)
      日置寛之, 岡本慎一郎, 今野美知輝, 亀田浩司, 孫在隣, 倉本恵梨子, 藤山文乃,金子武嗣
    • Organizer
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Place of Presentation
      New Orleans, MI, USA
    • Year and Date
      20121013-20121013
  • [Presentation] Preprodynorphin-producing neocortical interneurons constitute a subpopulation of somatostatin-expressing neurons.2012

    • Author(s)
      孫在隣, 日置寛之, 岡本慎一郎, 金子武嗣
    • Organizer
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Place of Presentation
      New Orleans, MI, USA
    • Year and Date
      20121013-20121013
  • [Presentation] Optogenetic stimulation of medullary raphe-projecting axons of dorsomedial hypothalamic neurons elicits thermogenic and cardiovascular responses.2012

    • Author(s)
      中村公一, 片岡直也, 日置寛之, 金子武嗣
    • Organizer
      Optogenetics and Pharmacogenetics in Neuronal Function and Dysfunction
    • Place of Presentation
      Stanford University, California
    • Year and Date
      20121011-20121011
  • [Presentation] Single-neuron tracing study of thalamocortical projections arising from the rat mediodorsal nucleus by using a Sindbis viral vector.2012

    • Author(s)
      倉本恵梨子,潘世秀,古田貴,日置寛,金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Activation of catecholaminergic nuclei in the brainstem of the rat by acute sustained hypoxia.2012

    • Author(s)
      Lung Mandy, 日置寛之, 金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Types of rat pallidofugal projection system revealed by single-neuron tracing study with a viral vector.2012

    • Author(s)
      藤山文乃,中野隆,古田貴寛,雲財知,金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] ラット線条体ストリオソーム・マトリックス構造における視床正中線核群および髄板内核群単一ニューロン投射の定量的解析2012

    • Author(s)
      雲財知 , 倉本恵梨子 , 金子武嗣 , 藤山文乃
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Targets of the subthalamic nucleus in the neostriatum.2012

    • Author(s)
      越水義登, 古田貴寛, 金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Axonal arborization of midbrain non-dopaminergic neurons: single-cell study.2012

    • Author(s)
      松田和郎, 古田貴寛, 薗村貴弘, 金子武嗣, 宇田川潤
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] ヒゲ感覚システムにおける大脳皮質深部の遠距離投射ニューロンが形成する回路の構造と機能2012

    • Author(s)
      平井大地 , 古田貴寛 , 金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] The loss of mDia, a Rho effector and actin nucleator, disrupts Ephrin-mediated axon guidance, leading to defective left-right limb alternation during locomotion.2012

    • Author(s)
      豊田洋輔 , 篠原亮太, Thumkeo Dean, 上條博史, 西村浩氏, 日置寛之 , 金子武嗣 ,石崎敏政 , 古屋敷智之, 成宮周
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] コレシストキニン発現皮質神経細胞からパルブアルブミン発現皮質神経細胞に対するシナプス入力様式2012

    • Author(s)
      日置寛之 ,孫在隣 ,岡本慎一郎 , 亀田浩司 , 金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] 大脳皮質ソマトスタチン陽性抑制性細胞の一部はプレプロダイノルフィンを産生する2012

    • Author(s)
      孫在隣 , 日置寛之 , 岡本慎一郎 , 金子武嗣
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Exploration of cortical dynamics: Monte Carlo sampling of learning rules on a recurrent neuronal network.2012

    • Author(s)
      早川隆, 金子武嗣, Iba Y, 青柳富誌生
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120918-20120921
  • [Presentation] Sparsity conditions for local learning algorithms on recurrent neuronal networks: Recurrent Infomax as an example.2012

    • Author(s)
      早川隆, 金子武嗣, 青柳富誌生
    • Organizer
      日本神経回路学会 第22回全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学
    • Year and Date
      20120913-20120913
  • [Remarks] 高次脳形態学

    • URL

      http://www.mbs.med.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2014-07-24   Modified: 2023-03-16  

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