2015 Fiscal Year Annual Research Report
背側海馬と腹側海馬の活性化に応答する脳領域の特定とその活動解析
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25430011
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
高田 則雄 慶應義塾大学, 医学部, 特任講師 (50415212)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / オプトジェネティクス / 機能的MRI / fMRI / 海馬 / マウス / in vivo |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、背側海馬と腹側海馬の機能の違いが、海馬から他の脳領域への活動伝播の違いに反映されているか検証することを目的とした。そのために本課題では初年度に、光遺伝学的fMRI（opto-fMRI）の計測系を確立した。マウス専用の高感度MRI検出器（CryoProbe）を用いたopto-fMRIとしては初めての試みである。翌年度にはこのopto-fMRI計測系と、海馬神経細胞に光感受性蛋白質（ChR2）を発現している遺伝子改変マウス（Tgマウス）とを組み合わせた。fMRI装置による計測の最中に、麻酔下Tgマウスの海馬腹側あるいは背側へ光照射して海馬神経細胞を活性化し、これに応答する脳領域（場所）を全脳計測した。この結果、背側海馬と腹側海馬を活性化した時に応答する脳領域群が異なることを見出した。また興味深いことに、海馬の遠心性軸索線維の多寡と、海馬活動に応答する脳領域とは必ずしも対応していなかった。具体的には、対応が見られた脳部位は海馬台や嗅内皮質であった。つまり海馬からの神経線維を強く受け取る脳領域であるそれらの脳領域は、海馬活性化に対して強く応答（BOLD信号）した。この一方で海馬歯状回やCA3領野は、海馬CA1錐体神経細胞から直接の神経線維投射を受けないにも関わらず強いBOLD応答を示した。さらに、外側中核は背側海馬と腹側海馬の両方から同程度の神経線維を受け取るにも関わらず、腹側海馬の活性化に対してだけBOLD応答を示した。以上の結果は、脳のある部位が活性化した時に、大きな影響を受ける脳部位を予測するには神経線維投射の知識だけでは十分でないことを示唆する。以上の結果は論文として発表した(PMID:25793741)。最終年度にはCryoProbeを用いたfMRI計測を覚醒状態のマウスから行うための手法を確立した。この結果をまとめた論文を投稿中である。
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[Journal Article] Neuronal heterotopias affect the activities of distant brain areas and lead to behavioral deficits2015
Author(s)
Kazuhiro Ishii, Ken-ichiro Kubo, Toshihiro Endo, Keitaro Yoshida, Seico Benner, Yukiko Ito, Hidenori Aizawa, Michihiko Aramaki, Akihiro Yamanaka, Kohichi Tanaka, Norio Takata, Kenji Tanaka, Masaru Mimura, Chiahru Tohyama, Masaki Kakeyama, and Kazunori Nakajima
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Journal Title
Journal of Neuroscience
Volume: 35
Pages: 12432-12445
DOI
Peer Reviewed
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