2015 Fiscal Year Annual Research Report
単一ニューロンから領野まで統合的に解析する全脳記録法の開発
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24300148
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
高橋 晋 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (20510960)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤山 文乃 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20244022)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 全脳記録法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、神経細胞活動と脳波を安定的に同時記録する全脳記録法を確立した。具体的には、脳深部にアクセスするため、マイクロドライブ（電極留置装置）を独自に設計・開発した。3D CAD(computer aided design)による設計と3Dプリンタによりプロトタイプを迅速に作成し、動物でのテスト実験を繰り返すことで、8本（総計32チャネル: 4チャネル(Tetrode)×8）の脳深部マルチニューロン活動・局所脳波記録用電極を頭部固定し、それぞれを独立に可動できるマイクロドライブを開発することができた。総重量は3.0gと小型軽量であり、マウスに装着することが可能である。また、32本（総計128チャネル: 4チャネル(Tetrode)×32）の脳深部マルチニューロン活動・局所脳波記録用電極も開発することができた。総重量は、9.0gであり、ラットに装着することが可能である。また、皮質脳波を記録するための多点フレキシブル電極も開発することができ、特許(第5771437号)として登録した。
本研究において開発した記録法の性能を評価するために、脳情報の解読を試みた。脳深部の海馬において出現する特異的な脳波―鋭波―に着目し、本研究において開発した記録技術を活用することで、動物が特定の位置に居る時に高頻度に活動する海馬の神経細胞―場所細胞―の活動パターンを解析した。その結果、動物が歩行している際の神経細胞の活動パターンが、立ち止まっている際には約10倍速の早送りモードで再現されていることを解明した。そして、その早送りモードで活動する神経細胞活動から、動物が将来に移動する軌跡を、動き出す数百ミリ秒前から解読することができた。この結果は、本研究において開発した技術の性能が、動物が将来に行う動きを予測できるほど高性能であることを示している。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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