霊長類脳の２光子カルシウムイメージングで解明する運動学習の記憶機構
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17H04982
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Neurophysiology / General neuroscience
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2019-2020)
The University of Tokyo (2017-2018) |
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Principal Investigator |
正水 芳人 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (90608530)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥23,400,000 (Direct Cost: ¥18,000,000、Indirect Cost: ¥5,400,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
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| Keywords | 運動学習 / カルシウムイメージング / マーモセット / 2光子カルシウムイメージング / ２光子カルシウムイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳新皮質は、哺乳類のみに存在する大脳の表面を覆う領域で、多くの認知機能に関わる。６層構造からなる大脳新皮質は、各層の神経細胞が異なる入出力を持ち、学習・記憶が関与する認知課題をおこなう際には、様々な脳領域とネットワークを形成し、情報処理をおこなう。これまでの研究で、報酬をともなう運動学習の記憶過程における、げっ歯類のマウス大脳新皮質・運動野の神経基盤を、in vivo ２光子カルシウムイメージングで明らかにした。本研究では、小型霊長類のコモンマーモセットを対象として、運動学習の神経基盤の解明を目指す。2019年度は、霊長類マーモセット用の運動学習課題を構築し、運動学習課題実行時の in vivo カルシウムイメージングを、大脳新皮質・運動野でおこなった。さらに霊長類マーモセットの大脳新皮質で、光遺伝学の技術を用いて神経活動を操作する系の確立を確立し、論文報告した。具体的には、大脳新皮質・運動野に光駆動性陽イオンチャネルChR2を、アデノ随伴ウイルスを用いて遺伝子導入し、ガラス窓を設置した。ChR2が十分に発現した後に、手の運動に関わる運動野を青色レーザーで照射し、光刺激することによって、手の運動誘発を生じさせることが可能となった。今後、運動学習題実行時に、2018年度に確立したin vivo カルシウムイメージングの系および2019年度に確立した光遺伝学の技術を用いて、運動学習の神経基盤解明を目指す。
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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
霊長類コモンマーモセットの大脳新皮質で、光遺伝学の技術を用いて神経活動を操作する系の確立を確立し、論文報告したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動学習課題実行時の in vivo カルシウムイメージングおよびデータ解析。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Two-photon imaging of neuronal activity in motor cortex of marmosets during upper-limb movement tasks2018
Author(s)
Ebina T, Masamizu Y, Tanaka YR, Watakabe A, Hirakawa R, Hirayama Y, Hira R, Terada S, Koketsu D, Hikosaka K, Mizukami H, Nambu A, Sasaki E, Yamamori Y, Matsuzaki M
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 9
Pages: 1-16
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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