2015 Fiscal Year Annual Research Report
サル前頭葉―側頭葉ネットワークにおける光制御と多細胞同時記録による想起回路の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Mechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation |
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| Project/Area Number |
15H01419
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| Research Institution | National Institute of Radiological Sciences |
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Principal Investigator |
平林 敏行 国立研究開発法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, 主任研究員 (60376423)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 霊長類 / 化学遺伝学 / PET / 機能的MRI / 視覚記憶 / 前頭前皮質 / 下側頭皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶想起を司る霊長類の脳領野間神経回路の解明に向け、マカクザルに記憶課題を学習させ、PETを用いた局所脳血流量測定により、非空間的な視覚短期記憶に関与する脳領域の同定を行った。視覚短期記憶を必要としない対照課題との比較の結果、前頭前皮質及び下側頭皮質を中心とする複数の脳領域において、視覚短期記憶に特異的な局所脳血流量の有意な上昇が認められた。また、こうした記憶神経回路に対する人為的制御の実現に向け、機能的MRIを用いて片足刺激によるマカクザル第一次体性感覚野(SI)の応答を計測し、有意な応答が認められた微小脳領域に限局して、神経活動を抑制する人工受容体(DREADD)をウィルスベクター法により遺伝子導入した後、DREADDアゴニストの投与前後における体性感覚応答を再びfMRIにて比較した。その結果、アゴニスト投与により、DREADDを遺伝子導入した片側脳半球のSIにおける上記の体性感覚応答に選択的な抑制が認められ、対照である反対側の片足刺激による正常側半球のSIにおける応答には、そのような抑制が見られない事が確かめられた。これにより、マカクザルにて機能イメージングで標的した特定の脳領域に対して化学遺伝学的手法を適用し、神経活動を制御して、かつその制御を可視化する系が確立した。
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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
マカクザルに対する記憶課題の訓練を完了させ、課題遂行中の機能イメージングを行い、視覚短期記憶に関わる大域ネットワークについてのデータが得られた事に加え、化学遺伝学的手法をマカクザルに適用し、機能イメージングと融合させる実験についても一定の成果が得られた為。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は上記2つの研究を組み合わせ、機能イメージングによって同定された視覚記憶回路に対して化学遺伝学的手法による神経活動制御を適用し、それによって記憶課題の成績及び課題遂行中におけるネットワーク作動がどのように変化するかを調べ、視覚記憶に関わる大域ネットワークの動態と短期記憶機能の間の因果性を明らかにする。
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Research Products
(9 results)
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[Presentation] Microcircuit operation for hierarchical coding of object association across inferotemporal areas in macaques.2016
Author(s)
Hirabayashi, T.,Tamura, K., Takeuchi, D., Takeda, M., Koyano, KW., Miyashita, Y.
Organizer
International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016
Place of Presentation
Doshisha University, Kyoto, Japan.
Year and Date
2016-03-03 – 2016-03-03
Int'l Joint Research
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