2014 Fiscal Year Research-status Report
他者の意図認知において顔・視線認知システムと視線・注意制御システムの果たす役割
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25871171
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
宮川 尚久 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 微細構造研究部, 流動研究員 (60415312)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 社会性行動 / 視線による行動評価 / 神経回路 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新しく導入したAAVベクターにより、光遺伝学用機能蛋白の導入を確立した。光刺激により、ChR2を発現させた動物では神経細胞の発火頻度上昇を、ArchTを発現させた動物では神経細胞の発火頻度抑制を引き起こすことに成功した。 またArchTは、最適とされる高価な黄色レーザーではなく、1/10程度の安価な緑色レーザーにより十分な光抑制を引き起こすことに成功した。 現在はマーモセットで、対側へ強い長距離投射繊維を持つ大脳皮質視覚野V1/V2の境界にベクターを注入し、軸策投射先で十分な発現量を得られるベクターを同定中である。 26年度中に行った一頭では必要量の発現が得られなかったため、27年度中は注入量を増やした例と、ベクターのプロモーターをより発現量の高いTet-Offに変更した例で、再実験を行う。 マーモセットの行動実験系を自由行動系からチェア拘束系に切り替えた。頭部を固定した状態でも、餌に対する注視や手伸ばし、他個体との鳴き交わしを行うことを確認した。また、申請者の研究協力者が、頭部固定チェアでの精緻な視線計測を成功させた米国の研究者らの下を訪問し、訪問先と同仕様のチェアおよび防音室からなる実験システムを構築した。他者の視線の動きに対して応答する神経細胞群が予備データから予想されたも少ないという問題が生じた。 しかし我々は、本研究の大目標である社会性を担う神経回路として、他個体との鳴き交わしに運動前野の一部および角回近傍の聴覚連合野が関わるという別の予備データを得ていた。 よって本研究では、光遺伝学による賦活化と抑制を用い、この神経回路が鳴き交わし行動の神経基盤になるかを、合わせて研究の対象とすることにした。
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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
新しく導入したAAVベクターにより、光遺伝学用機能蛋白の導入を確立した。光刺激により、ChR2を発現させた動物では神経細胞の発火頻度上昇を、ArchTを発現させた動物では神経細胞の発火頻度抑制を引き起こすことに成功した。自由行動での実験系においては、ビデオカメラを用いた行動観察により、頭部の向きの計測に成功した。また、マーモセットの行動実験系にチェア拘束系を導入し、頭部を固定した状態でも餌に対する注視や手伸ばし、他個体との鳴き交わしを行うことを確認した。頭部固定チェアでの精緻な視線計測を成功させた米国の研究者らの下を訪問し、訪問先と同仕様のチェアおよび防音室からなる実験システムを構築した。動物の行動観察および光遺伝学の実験系の導入には成功しており、マーモセットへの遺伝子導入効率を上げるAAVベクターの同定に成功すれば本実験に入ることが可能となる。対側へ強い長距離投射繊維を持つ大脳皮質視覚野V1/V2の境界を生理学的手法および脳表の血管パターンにより同定することにも成功したため、この系を用いて効率の良いAAVベクターを網羅的にスクリーニングすることが可能となった。 問題点としては、他者の視線の動きに対して応答する神経細胞群が予備データから予想されたも少ないことが上げられる。 しかし我々は、本研究の大目標である社会性を担う神経回路の研究として、他個体との鳴き交わしに運動前野の一部および角回近傍の聴覚連合野が関わるという別の予備データを得ることに成功した。 この神経回路が鳴き交わし行動の神経基盤になるかを合わせて研究対象とできるため、全体としては順調に進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物の行動観察および光遺伝学の実験系の導入には成功しており、マーモセットへの遺伝子導入効率を上げるAAVベクターの同定に成功すれば本実験に入ることが可能となる。 AAVのセロタイプ1型で、CaMKIIαをプロモーターとしたベクターでラットで十分な発現効果を得て来たが、マーモセットでの発現が十分でないため、1)注入量を増やす、2)発現量がさらに高いとされるTet-Offプロモーターを用いたAAVベクターを導入し、対側へ強い長距離投射繊維を持つ大脳皮質視覚野V1/V2の境界を生理学的手法および脳表の血管パターンにより同定し、軸策投射先で十分な発現量を得られるベクターを網羅的に同定する。他者の視線の動きに対して応答する神経細胞群が予備データから予想されたも少なかったが、本研究の大目標である社会性を担う神経回路の研究として、他個体との鳴き交わしに運動前野の一部および角回近傍の聴覚連合野が関わるという別の予備データを得ることに成功しているため、この神経回路が鳴き交わし行動の神経基盤になるかを合わせて研究対象とすることにより、本研究計画の目的を達成する。
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| Causes of Carryover |
高価な黄色レーザーではなく、安価な緑色レーザーでArchTの実験を行うことに成功した。また、頭部固定マーモセット実験系の導入に際し、国外研究者の元を見学した上でチェアを導入する予定であったが、研究室内の同僚が担当してくれたために渡航費および物品購入費が減った。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
AAVウイルスを大量にスクリーニングするため追加購入が必要となる。また論文投稿・掲載料でも追加経費が生じる予定である。
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Research Products
(4 results)
