2019 Fiscal Year Annual Research Report
霊長類の行動タイミングを制御する後頭頂葉と高次運動野の神経活動連関の光計測と制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Chronogenesis: how the mind generates time |
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| Project/Area Number |
19H05307
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
蝦名 鉄平 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (30611206)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 2光子イメージング / 光遺伝学 / マーモセット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境の情報を手掛かりにして、その後の行動を決定するためには環境の変化を予測して、適切な行動を適当なタイミングで実行する必要がある。タイミングを計っている時には脳の様々な領域で活動がみられるが、環境からの入力がどのようにこれらの神経活動を誘発して、適切なタイミングで行動を起こす事ができるようになるのかについてはよくわかっていない。本研究では、環境情報を手掛かりに、適切な行動を、そのタイミングを調整しながら実行するために必要であると予想されている、後頭頂葉から高次運動野への情報フローをカルシウムイメージングと光遺伝学による神経活動操作法を用いて実際に霊長類の大脳皮質で計測し、検証する事を目的とする。
2019年度は、主にコモン・マーモセットを対象とした２光子イメージングと光遺伝学についての技術開発を進めた。2光子イメージングについては、これまでの実験方法を再検討し、よりクオリティの高いイメージング実験を行う事が可能となった。光遺伝学については、Tet発現誘導法によって光活性化タンパク質であるチャネルロドプシンをコモン・マーモセット大脳皮質運動野に発現させ、これにより光刺激によって腕の運動を誘発できる事を確認した。また、この方法によってコモン・マーモセット大脳皮質の神経活動を~ 1 mm程度の空間分解能で制御できる事、さらに、光刺激によって運動課題中のコモン・マーモセットの腕の動作を攪乱できる事を確認した。
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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
マーモセットを対象とした2光子イメージング技術の改良に加え、新規に光遺伝学による神経活動操作の実験方法を確立する事ができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度に確立した2光子イメージング技術、光遺伝学の技術を使用して、行動タイミングに関連する大脳皮質の情報フローを明らかにしたい
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] Fluorescent glass pipettes for optically targeted electrophysiological recordings.2019
Author(s)
Okamoto, K., Fuji, N., Ebina, T., Konishi, K., Sato, Y., Kashima, T., Nakano, R., Hioki, H., Takeuchi, H., Yumoto, J., Matsuzaki, M. and Ikegaya, Y.
Organizer
Neuroscience 2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Calcium imaging of the auditory mismatch negativity (aMMN) responses in common marmosets.2019
Author(s)
Obara, K., Ebina, T., Masamizu, Y., Terada, S., Uka, T., Komatsu, M., Ichinohe, N., Watakabe, A., Mizukami, H., Yamamori, T., Kasai, K. and Matsuzaki, M.
Organizer
The 42th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
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[Presentation] Upper-limb movements induced by optogenetic stimulation of the motor cortex in the common marmoset.2019
Author(s)
Ebina, T., Obara, K., Masamizu, Y., Terada, S., Watakabe, A., Matoba R., Hatanaka, N., Nambu, A., Mizukami, H., Yamamori, T. and Matsuzaki, M.
Organizer
The 42th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
