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2019 Fiscal Year Annual Research Report

高速2光子軸索機能イメージングで読み解く軸索神経活動の発振現象と行動連関

Publicly Offered Research

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 18H04934
Research InstitutionTamagawa University

Principal Investigator

田中 康裕  玉川大学, 脳科学研究所, 准教授 (20533128)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywordsオシロロジー
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は軸索神経活動の発振状態や同期化と行動との関連を調べ、文脈依存的な同期化などを探索することである。2018年度は視床から一次運動野へ投射する軸索の神経活動と行動に関する変数との関連性が大脳皮質の層により異なることを見出し、さらに皮質軸索イメージングを行いながら皮質下で光刺激を行い光刺激誘導性の軸索活動を観察するなどして、これらを国際誌に発表した。今年度は、これらの技術で観察された軸索発振現象と電気生理的な発振現象との関係を明らかにするため、皮質全層から記録を行う事の出来る多点電極を持つ細胞外記録法の導入と実験系の立ち上げを行った。この細胞外記録法を学ぶために、オシロロジー領域の支援を受けてロンドン大学でのトレーニングコースに参加した。また上記、一次運動野における軸索活動と行動連関の論文において示唆された大脳基底核回路と小脳回路の依存関係について、神経回路モデルを立てて、実験結果をうまく説明することができたので、これらの結果について投稿準備中である。独立して研究室を立ち上げ、イメージング実験は共同研究ベースで行う事となったが、電気生理実験に加え、これまでのデータの解析を継続している。現在の研究室では行動中の生体を用いた多細胞の電気生理が可能となったため、今後はイメージングや光刺激実験なども立ち上げ、これまでも行ってきた神経活動と動物行動の連関を明らかにする実験を継続し、その合理的な解釈を可能とするモデル化研究も発展させる予定である。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Motor learning requires myelination to reduce asynchrony and spontaneity in neural activity2019

    • Author(s)
      Kato Daisuke、Wake Hiroaki、Lee Philip R.、Tachibana Yoshihisa、Ono Riho、Sugio Shouta、Tsuji Yukio、Tanaka Yasuyo H.、Tanaka Yasuhiro R.、Masamizu Yoshito、Hira Riichiro、Moorhouse Andrew J.、Tamamaki Nobuaki、Ikenaka Kazuhiro、Matsukawa Noriyuki、Fields R. Douglas、Nabekura Junichi、Matsuzaki Masanori
    • Journal Title

      Glia

      Volume: 68 Pages: 193~210

    • DOI

      10.1002/glia.23713

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cortical manifestation of cerebellar and basal-ganglia information via thalamus during motor learning.2020

    • Author(s)
      Tanaka YR, Tanaka YH, Matsuzaki M.
    • Organizer
      The Eighth International Neural Microcircuit Conference.
    • Invited
  • [Presentation] Decoding animal behavior from cellular‐resolution neural data.2020

    • Author(s)
      Tanaka YR, Masamizu Y, Tanaka YH, Shinotsuka T, Matsuzaki M.
    • Organizer
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • Invited
  • [Presentation] Layer-Specific Dynamics of Thalamocortical Inputs during Motor Learning2020

    • Author(s)
      Tanaka YR, Tanaka YH, Kawaguchi Y, Matsuzaki M.
    • Organizer
      The 125th Annual Meeting of the Japanese Association of Anatomists
    • Invited
  • [Presentation] 運動学習中の大脳皮質入出力の層特異的な神経活動ダイナミクス2020

    • Author(s)
      田中康裕, 田中康代, 正水芳人, 川口泰雄, 松崎政紀.
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] The influence of LTP induction on back-propagated action potentials on dendrites: analysis using optical imaging with voltage sensitive dye.2019

    • Author(s)
      Sugimoto S, Kawai M, Kondo M, Tanaka YR, Aihara T.
    • Organizer
      NEUROSCIENCE2019, Society for Neuroscience 49th Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of back-propagated action-potential modulated by LTP induction in hippocampus granule cells.2019

    • Author(s)
      Sugimoto S, Kawai M, Kondo M, Tanaka YR, Aihara T.
    • Organizer
      NEURO2019, The 42nd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, The 62nd Annual Meeting of Japanese Society for Neurochemistry
  • [Presentation] マウス運動学習時に視床を介して大脳皮質運動野へ送られる基底核・小脳入力.2019

    • Author(s)
      田中康裕, 田中康代, 松崎政紀.
    • Organizer
      第34回日本大脳基底核研究会
    • Invited
  • [Presentation] Thalamocortical Axonal Activity in Motor Cortex Exhibits Layer-Specific Dynamics during Motor Learning.2019

    • Author(s)
      Tanaka YR, Tanaka YH, Kawaguchi Y, Matsuzaki M,
    • Organizer
      Neural Oscillation Conference 2019

URL: 

Published: 2021-01-27  

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