Multicellular Information Representation in the Animal Brains
| Project Area | Multicellular neurobiocomputing |
|---|
| Project/Area Number |
21H05166
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (IV)
|
|---|
| Research Institution | Doshisha University |
|---|
Principal Investigator |
正水 芳人 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (90608530)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 温之 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10194979)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥30,940,000 (Direct Cost: ¥23,800,000、Indirect Cost: ¥7,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
|
|---|
| Keywords | 多細胞バイオ計算 / 損傷耐性 / 自己組織性 / カルシウムイメージング / in vivoカルシウムイメージング |
|---|
| Outline of Research at the Start |
脳をバイオコンピューティングシステムとして扱った場合の特徴は，その損傷耐性と自己組織性にある．本計画班では，モデル動物(げっ歯類)を対象とし，大脳皮質・運動野損傷モデルの実験系を用いる．具体的には，損傷前後と運動機能回復過程における運動課題実行時，大脳皮質での多細胞の神経活動変化を，in vivo カルシウムイメージングを用いて計測する．シナプスレベルでの計測では，A03松井班の協力も得る．A01香取班との連携で汎用的な再帰的ニューラルネットワークモデルとして記述するための各種パラメータを推定し，A02山本班らが作製した人工神経回路の自発活動や刺激応答と定量比較する．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
脳をバイオコンピューティングシステムとして扱った場合の特徴は、その損傷耐性と自己組織性にある。本研究ではモデル動物(げっ歯類)を対象とし、大脳皮質・運動野損傷モデルの実験系を用いる。具体的には、損傷前後と運動機能回復過程における運動課題実行時、大脳皮質での神経活動変化を、in vivo カルシウムイメージングを用いて計測する。神経細胞が興奮する際には、細胞内のカルシウムイオン濃度が上昇するため、蛍光カルシウムセンサーを神経細胞に遺伝子発現させることによって、神経活動の可視化ができる。In vivoカルシウムイメージングの特徴は、単一細胞レベルで多細胞の神経活動の計測、長期間・同一神経細胞の細胞体での神経活動の計測、樹状突起および軸索での神経活動の計測が可能な点である。本年度は、げっ歯類が運動課題実行時に、高速で広視野のin vivoカルシウムイメージングを行うために必要な課題装置と顕微鏡のセットアップを行った。顕微鏡には多点走査型共焦点スキャンユニットが取り付けてある。多点走査型共焦点スキャンユニットは、広げたレーザー光を多数のピンホールを持つ高速回転する円盤に照射し、1000本のレーザー光線に分割することで、観察視野を1000点同時に走査するため、一点走査型よりも高速に広視野でのイメージングが可能である。今後この顕微鏡を用いて、運動機能回復過程における運動課題実行時の大脳皮質での神経活動変化の解明を目指す。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
運動機能回復過程でin vivoカルシウムイメージングを行うために必要な機器類のセットアップが完了したため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
大脳皮質・運動野損傷モデルの作製と運動機能回復過程における運動課題実行時の大脳皮質での神経活動変化の解明。
|
Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
