2023 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回路機構の理解に向けて、ラットのヒ ゲシステムを題材として包括的な研究を展開する。 ヒゲを動かしながら対象物に触れてその テクスチャを弁別する行動実験を軸とし、神経回路の構造や活動様式を知るために、形態学 的手法や 生理学的手法などを組み合わせ、多面的なアプローチを試みる。上記目的を達成するために、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、研究を進める。サブテーマ1:「アクティブタッチの運動解析」ヒゲアクティブタッチの運動のパラメータを解析。対象物の性質に応じて運動が変化するか。対象物の性質とタッチ運動によって入力はどのように決まるか。サブテーマ2:「アクティブタッチの生成機構」対象物の性質に応じて運動皮質活動がどのように変化するか。運動皮質活動は運動パラメータとどのような関係があるか。運動制御回路の構造とそれぞれの回線が持つ情報の性質。サブテーマ3:「アクティブタッチの受容機構」対象物の性質に対して受容器はどのように反応するか。様々な振動数の入力に対する受容器の反応特性。符号化のメカニズムを説明する受容器の構築を明らかにする。
サブテーマ1について:覚醒ラットの行動実験を検討した。サブテーマ2について:上記行動実験を行いながら、記録されたニューロンに対し、単一細胞への電気穿孔法を用いてタグ淡白を発現するプラスミドの導入を実施した。サブテーマ3について:ピエゾ刺激装置を用いた人工的な振動入力に対する末梢感覚神経の反応を調べた。
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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
サブテーマ1について:覚醒ラットの行動実験の確立について、概ね計画通り進んでいる。サブテーマ2について:概ね計画通り進んでいるが、記録されたニューロンの形態を可視化することのさらなる効率化を進めている。サブテーマ3について:計画通り進んでいる。形態学的な特徴を解析することを進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
サブテーマ1について:覚醒ラットの行動実験において、様々な性状の刺激サンプルを提示して、それに対するラットのヒゲ運動をレーザー変位計で計測する。対象物のテクスチャ性状に応じて、ラットがどのようにヒゲ運動行動戦略を変化させるかを解析する。サブテーマ2について:上記行動実験を行いながら、運動野で記録されたニューロンを単一細胞レベルで標識し、その軸索投射を皮質内で解析する。光学顕微鏡レベルにとどまらず電子顕微鏡レベルでもその構造的特徴を解析する。サブテーマ3について:末梢機械受容器において、軸索標識技術を用いて、人工的な高頻度振動刺激に対する反応特性と、形態学的特性を調べる。反応特性と形態学的特性の関係性を数値解析的にシミュレーションし、そのメカニズムを説明する理論モデルを構築する。
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