2012 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, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60423159)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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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 |
覚醒マウスにおいて小脳プルキンエ細胞の2光子励起イメージングによる解析を行った。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とプルキンエ細胞の活動を解析し、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を明らかにしてきたが、運動誘発性の応答と感覚誘発性の応答の違いを明らかにするために、覚醒状態で口周辺への感覚刺激を行った際の反応を解析した。特に、小脳皮質の機能単位であると考えられている帯域構造との関係に着目し、小脳帯域を可視化することのできる遺伝子改変マウスを用いた実験を行った。この小脳帯域可視化マウスにおいて、麻酔下では帯域の境界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をすでに明らかにしている。覚醒状態においては、感覚刺激に対するプルキンエ細胞反応の大きさ、同期性は有意に上昇することが分かったが、同期性の高いプルキンエ細胞集団の構造（微小帯域）は、麻酔下で観察されるものと異なるパターンが見られた。すなわち、麻酔下で存在する微小帯域については、覚醒状態でもその構造は変わらず、反応の大きさと同期性が上昇するのみであったが、覚醒状態で新たに反応が現れる微小帯域が存在することが明らかとなった。
運動課題の学習過程におけるプルキンエ細胞集団の活動を経時的に観察するために、ウイルスベクターを用いたカルシウムプローブの発現系を確立した。これまでに発表されている様々なカルシウムプローブを試した結果、カルシウム指示薬を使用した場合と比較して、プルキンエ細胞の反応性が著しく低下するという問題があったが、次世代の新規プローブを用い、発現系の改良を行ったところ、プルキンエ細胞集団の活動を再現性よく観察することが可能となった。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Calcium-dependent regulation of climbing fiber synapse elimination during postnatal cerebellar development.2013
Author(s)
Kano, M., Nakayama, H., Hashimoto, K., Kitamura, K., Sakimura, K. & Watanabe, M.
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Journal Title
J. Physiol.
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spatiotemporal Dynamics of Functional Clusters of Neurons in the Mouse Motor Cortex during a Voluntary Movement.2013
Author(s)
Hira, R., Ohkubo, F., Ozawa, K., Isomura, Y., Kitamura, K., Kano, M., Kasai, H. & Matsuzaki, M.
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Journal Title
J. Neurosci.
Volume: 33
Pages: 1377-1390
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] GABAergic inhibition regulates developmental synapse elimination in the cerebellum.2012
Author(s)
Nakayama, H., Miyazaki, T., Kitamura, K., Hashimoto, K., Yanagawa, Y., Obata, K., Sakimura, K., Watanabe, M. & Kano, M.
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Journal Title
Neuron
Volume: 74
Pages: 384-396
Peer Reviewed
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