Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structual basis of brain information processing

• Project Area: Mesoscopic neurocircuitry: towards understanding of the functional and structural basis of brain information processing
• Project/Area Number: 22115001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: NOSE AKINAO 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30260037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): IKEGAYA Yuji 東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (10302613) ; UEMURA Tadashi 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80213396)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): HOSOYA Toshihiko 理化学研究所, 局所神経回路研究チーム, チームリーダー (70272466) ; MATSUZAKI Masanori 基礎生物学研究所, 教授 (50353438) ; KANEKO Takeshi 京都大学, 医学系研究科, 教授 (90177519) ; YAMAMOTO Nobuhiko 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00191429) ; YAMANAKA Akihiro 名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (60323292) ; YOSHIMURA Yumiko 自然科学研究機構, 教授 (10291907) ; KENGAKU Mineko 京都大学, 物質細胞統合システム拠点, 教授 (10303801) ; IWASATO Takuji 国立遺伝学研究所, 教授 (00311332) ; HATA Yoshio 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40212146) ; SHIBUKI Katsuei 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40146163) ; ISHII Shin 京都大学, 情報学研究科, 教授 (90294280) ; FUKAI Tomoki 理化学研究所, 脳回路機能理論チーム, チームリーダー (40218871)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥95,550,000 (Direct Cost: ¥73,500,000、Indirect Cost: ¥22,050,000); Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2013: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000); Fiscal Year 2012: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000); Fiscal Year 2011: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000); Fiscal Year 2010: ¥44,070,000 (Direct Cost: ¥33,900,000、Indirect Cost: ¥10,170,000)
• Keywords: メゾスコピック神経回路 / 神経回路 / 光生理学 / optogenetics / 脳情報処理 / 脳計算論 / 機能生理学 / 分子遺伝学

Outline of Annual Research Achievements

平成22年度‐26年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」（略称：メゾ神経回路）では、比較的少数のニューロン集団からなり追跡可能な規模をもつ「メゾスコピック神経回路（メゾ神経回路）を脳から可視化・抽出し、その作動原理を追究することにより、脳の情報処理基盤を探ることを目的とし研究を推進した。5年間の領域活動により、40件を越える領域内共同研究が開始し順調に推進され、領域全体として200報以上の論文を発表するなどの研究成果が得られた。本研究においては、5年間の領域の活動と成果を取りまとめ公表することを目的とした。具体的には、１．全計画研究代表者、公募研究代表者（平成23－24年および平成25－26年）から研究の背景、目的、方法、成果を各自2～4ページでまとめたカラーの図入りの記事、業績リスト、プレスリリース記事の提出を依頼した。２．これに加え、領域主催・共催シンポジウム、技術ワークショップ、スクール、アウトリーチ等の領域活動についての資料を収集した。３．以上の材料をレイアウトし、製本して全３３０ページの研究成果報告書（冊子体）（様式C-18）とした。４．同冊子を文部科学省に提出するとともに約160名の関連分野研究者に配布した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A group of segmental premotor interneurons regulates the speed of axial locomotion in Drosophila larvae. (2014)
  • Author(s): Kohsaka, H., Takasu, E., Morimoto, T. and Nose, A.
  • Journal Title: Current Biology Volume: 24 Issue: 22 Pages: 2632-2342
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.09.026
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Serotonin and downstream leucokinin neurons modulate larval turning behavior in Drosophila. (2014)
  • Author(s): Okusawa S, Kohsaka H, Nose A.
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 34 Issue: 7 Pages: 2544-2558
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3500-13.2014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ショウジョウバエ幼虫を用いて定型運動の制御機構を探る (2014)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Journal Title: 細胞工学 Vol.33 Volume: 3 Pages: 249-254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Optogenetic Perturbation of Neural Activity with Laser Illumination in Semi-intact Drosophila Larvae in Motion. (2013)
  • Author(s): Matsunaga T, Fushiki A, Nose A, Kohsaka H.
  • Journal Title: Journal of Visualized Experiments Volume: 77 Issue: 77
  • DOI: 10.3791/50513
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of sensory experience in functional development of Drosophila motor circuits. (2013)
  • Author(s): Fushiki A, Kohsaka H, Nose A.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 4 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062199
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of larval motor circuits inDrosophila (2012)
  • Author(s): Kohsaka, H., Okusawa, S., Itakura, Y., Fushiki, A. and Nose, A.
  • Journal Title: Development, Growth andDifferentiation Volume: 54 Issue: 3 Pages: 408-419
  • DOI: 10.1111/j.1440-169x.2012.01347.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of neuromuscular specificity in Drosophila : novel mechanisms revealed by new technologies. (2012)
  • Author(s): Nose A.
  • Journal Title: Frontiers in Molecular Neuroscience Volume: 5 Pages: 62-62
  • DOI: 10.3389/fnmol.2012.00062
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lola regulates glutamate receptor expression at the Drosophila neuromuscular junction (2012)
  • Author(s): Ai Fukui, et al.
  • Journal Title: Biology Open Volume: (In press) Issue: 4 Pages: 362-375
  • DOI: 10.1242/bio.2012448
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Action-potential modulation during axonal conduction (2011)
  • Author(s): Sasaki, T., Matsuki, N., Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Science Volume: 331 Pages: 599-601
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Drosophila Tey represses transcription of a repulsive cue Toll and generates neuromuscular target specificity (2010)
  • Author(s): Inaki, M, Shinza-Kameda, M, Ismat, A., Frasch, M, Nose, A.
  • Journal Title: Development Volume: 137 Pages: 2139-2146
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circuit topology for synchronizing neurons in spontaneously active networks (2010)
  • Author(s): Takahashi, N., Sasaki, T., Matsumoto, W., Matsuki, N., Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. Volume: 107 Pages: 10244-10249
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Speed of axial locomotion is regulated by local inhibitory interneurons in Drosophila larvae. (2014)
  • Author(s): Kohsaka, K., Takasu, E. and Nose, A.
  • Organizer: Neurofly2014
  • Place of Presentation: Creta Maris Hotel (Greece)
  • Year and Date: 2014-10-05 – 2014-10-09
• [Presentation] 運動制御の基本原理を探る：モデル動物の神経回路の作動からロボティクスへ (2014)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: 第8 回 Motor Control 研究会
  • Place of Presentation: 筑波大学（つくば市）
  • Year and Date: 2014-08-08
  • Invited
• [Presentation] Speed of axial locomotion is regulated by local inhibitory interneurons in Drosophila larvae. (2014)
  • Author(s): Kohsaka, K., Takasu, E. and Nose, A.
  • Organizer: ICN2014
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [Presentation] Optogenetic dissection of Drosophila larval locomotion (2014)
  • Author(s): Nose, A.
  • Organizer: Developmental Neurobiology Course 2014
  • Place of Presentation: 沖縄科学技術大学院大学（沖縄県）
  • Year and Date: 2014-07-13
  • Invited
• [Presentation] Optogenetic dissection of the neural circuits that regulate rhythmic movement in Drosophila larvae (2013)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: Symposium on Sensory Systems & Neural Circuits
  • Place of Presentation: 東京大学伊藤ホール(招待講演)
  • Year and Date: 2013-02-12
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits that regulate larval peristalsis in Drosophila (2012)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: Behavioral Neurogenetics of Drosophila Larva meeting at Janelia Farm
  • Place of Presentation: HHMI janelia farm research campus(米国、ヴァージニア アシュバーン)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-10-01
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits in Drosophila larvae (2012)
  • Author(s): 能瀬聡直、高坂洋史、高木俊輔
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会」シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場(招待講演)
  • Year and Date: 2012-09-18
• [Presentation] Imaging and Manipulating Motor Circuit Activity (2012)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: Developmental Neurobiology Course 2012
  • Place of Presentation: 沖縄科学技術大学院大学(招待講演)
  • Year and Date: 2012-07-27
• [Presentation] 光生理学を用いたショウジョウバエ運動回路の機能解剖 (2012)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: 新学術領域「大脳新皮質構築」「メゾ神経回路」合同ワークショップ
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(招待講演)
  • Year and Date: 2012-07-25
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits that regulate larval locomotion in Drosophila、 (2012)
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: 新学術領域「メゾ神経回路」第1回公開国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学小柴ホール(招待講演)
  • Year and Date: 2012-07-07
• [Presentation] Temporal perturbation of neural activity in Drosophila larvae undergoing locomotion (2010)
  • Author(s): Inada, K., Kohsaka, H., Takasu, E., Nose, A.
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター
  • Year and Date: 2010-09-04
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits in Drosophila
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: Developmental Neurobiology Course 2013
  • Place of Presentation: 沖縄科学技術大学院大学
  • Invited
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits that regulate larval locomotion in Drosophila
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: 「メゾ神経回路」第1回公開国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 小柴ホール（東京都）
  • Invited
• [Presentation] Imaging and Manipulating Motor Circuit Activity
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: Developmental Neurobiology Course 2012
  • Place of Presentation: 沖縄科学技術大学院大学
  • Invited
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits in Drosophila larvae
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: 「第35回日本神経科学大会」シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
  • Invited
• [Presentation] Optogenetic dissection of motor circuits that regulate larval peristalsis in Drosophila
  • Author(s): 能瀬聡直
  • Organizer: "Behavioral Neurogenetics of Drosophila Larva" meeting at Janelia Farm
  • Place of Presentation: Janelia Farm Research Campus（米国バージニア州）
  • Invited
• [Book] 「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」研究成果報告書 (2016)
  • Author(s): 能瀬聡直（領域代表者）
  • Total Pages: 330
  • Publisher: 自主制作
• [Book] Optogenetics in Drosophila. (a book chapter in ”Optogenetics ”), (2015)
  • Author(s): Kohsaka, H. and Nose, A.
  • Publisher: Springer Verlag
• [Book] ショウジョウバエを用いたオプトジェネティクス研究、in オプトジェネティクス (2013)
  • Author(s): 高坂洋史、能瀬聡直（分担執筆）
  • Total Pages: 288
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Remarks] メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤
  • URL: http://www.meso-neurocircuitry.jp/
• [Remarks] 「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」
  • URL: http://www.meso-neurocircuitry.jp/
• [Remarks] 「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」
  • URL: http://www.meso-neurocircuitry.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.meso-neurocircuitry.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.meso-neurocircuitry.jp/