2022 Fiscal Year Annual Research Report
アクティブタッチの神経機構に関する包括的研究：ラットヒゲシステムを題材として
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21H03529
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
古田 貴寛 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (60314184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日置 寛之 順天堂大学, 医学部, 教授 (00402850)
田中 琢真 滋賀大学, データサイエンス学系, 准教授 (40526224)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | アクティブセンシング / 神経回路 / 触覚 / 運動制御 / 感覚情報処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、アクティブタッチを実現する神経機構の理解に貢献する基礎データを取得し、それらを統合的に考察する。我々は以下の三つのサブテーマを設け、研究を進めている。
サブテーマ1：「アクティブタッチの運動解析」、サブテーマ2：「アクティブタッチの生成機構」、サブテーマ3：「アクティブタッチの受容機構」
サブテーマ1について：覚醒した状態の実験動物（ラット、マウス）の頭部を頭部固定装置に固定（無痛である）し、ヒゲ運動を測定記録する実験を継続し、レーザー変位計の改良により時間解像度を上昇させた。また、様々な触覚刺激パタンを提示する装置を確立した。
サブテーマ２について：覚醒動物において、ヒゲ運動を計測しながら大脳皮質のニューロンから活動記録を行い、ヒゲ運動パタンと発火パタンの関係を調べたところ、相関するニューロンが見つかった。そのニューロンにプラスミドを導入する実験について、成功率を上昇させた。プラスミドによって標識された形態は非常に明確に可視化された。
サブテーマ3について：齧歯類のヒゲが対象物に触れた際に生じる機械的入力が根元に伝わる時に生じる振動に対し末梢受容器がどのように反応するかを調べるため、ラット三叉神経脊髄路においてsharp electrodeを用いた軸索内記録を行い、ヒゲをさまざまな振幅や周波数の人工的機械入力によって刺激した。刺激パラメータと反応特性の間にある関係性を調べ、なおかつ末梢受容器の形態学的特性も解析した。
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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
実験計画通りに実験が実行され、所定の結果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
サブテーマ1について：覚醒動物の行動実験についてデータを取得する。この行動実験では、明らかに質の違うテクスチャを２種類（サンドペーパーのようにざらざらしたものと、タイルのようにデコボコしたもの）使うが、さらにそれぞれの質のテクスチャにおいて、荒いものと細かいものを準備する（合計4種類の刺激サンプル）。この提示刺激の荒い方をGo刺激とする行動実験を確立し、データを蓄積する。またその時のヒゲ運動をヒゲ振動を計測し解析する。
サブテーマ2について：ヒゲ運動中のニューロン活動を大脳皮質において記録する。その記録したニューロンに遺伝子導入による標識を施し、形態を解析する。組織透明化法を応用した光学顕微鏡的解析だけでなく、電子顕微鏡を用いた解析も挑戦する。三次元的形態の解析をすすめる。
サブテーマ3について：実際にヒゲ先端が対象物に触れた場合に生じるヒゲ振動と、人工的に作りだしたヒゲ振動刺激との関係性を、レーザー変位計を用いた解析により詳細に解析する。さらに、こうした刺激に対して反応する末梢受容器の活動を解析し、ヒゲのどのような微細変位コンポーネントにたいし抹消受容器が反応するのかを調べる。
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Research Products
(5 results)
