2012 Fiscal Year Annual Research Report
報酬予測をつくるネットワークの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications |
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| Project/Area Number |
24120510
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
藤山 文乃 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20244022)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / 神経解剖学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 線条体介在細胞への皮質・視床入力様式の比較解析
線条体は層構造やカラム構造を持たず、それぞれの神経が大脳皮質や視床からどのような入力を受けているのかを解析することには困難があった。今回、介在神経の一つであるパルブアルブミン陽性ニューロンの細胞体と樹状突起膜に緑色蛍光タンパクを発現する遺伝子改変マウスを作成した(Kameda et al., 2012; Hioki et al., 2013)。このマウスを用い、小胞性グルタミン酸トランスポーターの免疫組織化学を行うことによって、大脳皮質および視床からパルブアルブミン陽性ニューロンへの入力様式を解析した。パルブアルブミン陽性ニューロンは大脳皮質のみならず視床からも強い入力を受けており、大脳皮質からの投射は遠位樹状突起を好んで投射していることがわかった。
(2) 大脳基底核の領域間結合解析
昨年度遺伝子改変ウイルスベクタを用いた単一軸索染色を用いて視床下核および視床投射ニューロンの投射様式を調べるために用いた(Koshimizu et al., in press; Ohno et al., 2012)。これと同じ手法を用いて大脳基底核の中継核である淡蒼球外節ニューロン(Fujiyama et al., 学会発表)と視床下核ニューロンの投射様式を解析した。淡蒼球外節ニューロンは吻側から尾側にかけて投射様式の違う少なくとも３領域が存在することがわかった(Fujiyama et al., 学会発表)。また、視床線条体投射についても投稿準備中である(Unzai et al., 学会発表)。
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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
2012年４月に申請者の異動があり、研究室の立ち上げ等でやや実験が遅れている。しかし、電子顕微鏡、共焦点顕微鏡、パッチクランプのセット、無麻酔のin vivo パッチのセット、マルチニューロン記録の装置などを導入したことで、実験環境はほぼ整いつつある。また、異動した先のキャンパスで現在P2実験ができないため（来年度キャンパス移転に伴いこの状況は解消される）、滋賀医科大学医学研究科の客員教授に就任し、こちらでP2実験を共同研究として続行している。遺伝子組み換えウイルスを用いた神経投射様式の同定は、基底核のほぼ全ての領域で進んでおり、2012~2013年に報告した視床下核投射ニューロン(Koshimizu et al., in press)、視床後核投射ニューロン(Ohno et al., 2012)に加え、本研究期間中に淡蒼球外節投射ニューロン(Fujiyama et al., 学会発表)、視床線条体投射ニューロン(Unzai et al., 学会発表)、黒質網様部投射ニューロン(Matsuda et al., 学会発表)に関しては各々論文発表まで行うことを予定している。電気生理学実験のほうはパッチクランプと傍細胞記録の実験系が立ち上がっている。形態学的手法で見つけた淡蒼球外節ー線条体投射ニューロンの電気生理学的特性を傍細胞記録で、このニューロンが線条体のニューロンに実際にシナプスをしているのかをダブルパッチの手法で確認しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
(１)遺伝子工学を導入した神経形態学
同志社大学でP2施設が整うまでは客員教授を務める滋賀医科大学医学研究科で、学内でP2施設が整ってからは同志社大学でウイルスベクターおよび遺伝子改変動物を用いた実験をおこなう。
(2)シングルニューロンの電気生理特性と投射様式の解析
今までの傍細胞記録では、電気生理所見をとった後のニューロンの細胞体の可視化はできても、その軸索を隅々まで可視化することは難しかった。申請者らは、biotinylated tyramine (BT)-glucose oxidase (GO) amplification method (BT-GO法：Furuta et al. 2009; Kuramoto et al., 2009) という方法で、軸索に注入したビオチン付きのトレーサー(Biocytin)を染色段階で増強することにより、これまでより格段に遠位までクリアに可視化する方法を開発している。この手法については、BT-GO法による軸索の可視化を論文発表済み(Kuramoto et al., 2009)で、これと傍細胞記録との組み合わせも麻酔下では成功している。本課題ではこれを無麻酔での報酬課題遂行中のラットに適応する予定である。
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Research Products
(20 results)
