2011 Fiscal Year Annual Research Report
行動中のマウスにおける小脳ニューロンの活動とそのシナプス基盤
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22680031
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
喜多村 和郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (60423159)
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| Keywords | 神経科学 / 生理学 / パッチクランプ / 2光子イメージング / 運動 |
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| Research Abstract |
前年度に引き続き、覚醒マウスにおいて小脳ニューロンのホールセル記録と2光子励起イメージングによる解析を行った。また、これまで頭部固定に馴化させたマウスにおける飲水運動中のマウスの舌運動についての解析を行なってきたが、マウスにレバー押しを行わせる随意運動課題の装置を開発した。自発的な運動開始によるレバー押し課題および、条件刺激(音刺激)をキューとする外発性のレバー押し課題を可能にした。さらに、これらの課題実行中のマウス小脳において、2光子カルシウムイメージングによりプルキンエ細胞集団の登上線維応答を捉えることに成功した。課題実行中は、近傍に位置するプルキンエ細胞の登上線維応答の同期が、安静時および麻酔下と比べて有意に高くなっていることが確認された。現在、運動のさまざまなパラメータ(運動開始、終了、運動速度、レバー位置等)と登上線維応答との関係をさらに詳細に解析している。また、小脳皮質の機能単位であると考えられている微小帯域を可視化することのできる遺伝子改変マウスを作成した。このマウスにおいて、麻酔下での2光子カルシウムイメージングを行い、分子発現をマーカーとした微小帯域が登上線維応答の同期性と一細胞レベルの空間的精度で相関していることが明らかとなった。次年度は、これまでに開発してきたこれらの技術を結集して、運動課題実行中の小脳微小帯域活動を明らかにするとともに、電気生理学計測を同時に行うことで、マウスの行動と小脳ニューロン活動の相関を明らかにする。さらには、電位固定下でシナプス入力の測定を行うことで、平行線維および登上線維入力がどのような生理的情報を伝達し、プルキンエ細胞や介在ニューロンの活動が行動とどのように結びついているのかを直接的に明らかにする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
行動中のマウスにおける2光子イメージングやパッチクランプ記録を可能にするための運動課題装置は、予定通りに開発することができており、また、本研究の目的である、運動と小脳ニューロンの活動の関係についてすでに予備的なデータは得られつつ有る。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、装置開発は順調に進んでおり、マウスの訓練法など実験系も確立しつつある。今後は、開発した技術を用いて精力的に実験・解析を行う。現在までのところ、研究計画の変更を必要とするような困難は発生しておらず、特に問題はない。
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[Journal Article] Locally synchronized synaptic inputs2012
Author(s)
Takahashi, N., Kitamura, K., Matsuo, N., Mayford, M., Kano, M., Matsuki, N., Ikegaya, Y.
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Journal Title
Science
Volume: 335
Pages: 353-356
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Postsynaptic P/Q-type Ca^<2+> channel in Purkinje cell mediates synaptic competition and elimination in developing cerebellum2011
Author(s)
Hashimoto, K., Tsujita, M., Miyazaki, T., Kitamura, K., Yamazaki, M., Shin, H.-S., Watanabe, M., Sakimura, K., Kano M
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Journal Title
Proc.Natl.Acad.Sci.USA
Volume: 108
Pages: 9987-9992
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] In vivo two-photon uncaging of glutamate revealing the structure-function relationships of dendritic spines in the neocortex of adult mice2011
Author(s)
Noguchi, J., Nagaoka, A., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C., Kitamura, K., Kano, M., Matsuzaki, M., Kasai, H.
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Journal Title
J.Physiol.
Volume: 589
Pages: 2447-2457
DOI
Peer Reviewed
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