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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the mechanism by which adult-born neurons consolidate memories during sleep.

Research Project

Project/Area Number 22KF0047
Allocation TypeMulti-year Fund
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

坂口 昌徳  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 准教授 (60407088)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) VERGARA GARCIA PABLO  筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Keywordsシナプス可塑性 / 新生ニューロン
Outline of Annual Research Achievements

成体期に新たなニューロンが生まれる数少ない領域である海馬歯状回に注目し、これらのニューロンの長期的な動態を探るための研究を行った。既存のカルシウムイメージング技術では、長期間にわたるニューロンの追跡が難しいため、新たな解析ツールCaliAli(Calcium Imaging Intersession Alignment)を開発した。
CaliAliは、長期実験におけるカルシウム信号を効率的に追跡・抽出するための包括的な解析パイプラインである。このツールは、カルシウムイメージングで得られる血管および神経構造を強調するフィルターを使用し、脳の整合性を修正する。また、長期間にわたる記録から生のデータを分離する特別なプロセスも備えている。さらに、バッチ処理を用いることで計算負荷を大幅に削減しつつ、高い性能を維持している。
CaliAliを用いた実験では、成体生まれのニューロンが文脈記憶の獲得後の睡眠段階で再活性化することを初めて示すことに成功した。これにより、記憶の統合におけるREM睡眠の重要性を新たに証明した。この成果は、CaliAliがニューロン追跡の新たな標準を設定し、神経ネットワークの進化と適応を長期にわたって研究する上で重要なツールとなることを示している。CaliAliのコードと論文はプレプリントとして公開されており、現在査読中である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] CaliAli, a tool for long-term tracking of neuronal population dynamics in calcium imaging2023

    • Author(s)
      Vergara Pablo、Wang Yuteng、Srinivasan Sakthivel、Cherasse Yoan、Naoi Toshie、Sugaya Yuki、Sakurai Takeshi、Kano Masanobu、Sakaguchi Masanori
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: ‐ Pages: ‐

    • DOI

      10.1101/2023.05.19.540935

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 睡眠中の記憶処理メカニズムとその臨床応用2024

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      TorontoParty創立20周年記念学術講演会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成体海馬新生ニューロンの睡眠中の記憶処理における機能2024

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      第20回生体脳のニューロン新生懇談
  • [Presentation] 順列エントロピーによるマウスの睡眠状態判定の精度向上2024

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      第147回MPS・第77回BIO合同研究発表会
  • [Presentation] 遅れ時間座標系におけるマウスの睡眠時脳波時系列データの順列エントロピーによる評価2024

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
  • [Presentation] 睡眠中の新生ニューロンの記憶固定化における役割2023

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      日本神経化学会
  • [Presentation] レム睡眠を制御するマウス脳幹神経回路の同定2023

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      日本睡眠学会第45回定期学術集会・第30回日本時間生物学会学術大会
  • [Presentation] 人為的なレム睡眠増加が社会的ストレス曝露後のマウスの行動に与える影響の検討2023

    • Author(s)
      坂口 昌徳
    • Organizer
      第46回分子生物学会
  • [Remarks] SAKAGUCHI LABORATORY

    • URL

      https://sakaguchi-lab.org/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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