| Project/Area Number |
18J22718
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Basic / Social brain science
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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| Research Fellow |
岡田 桜 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 海馬 / マルチユニット記録 / 葛藤 / シリコンプローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、「嫌悪刺激を乗り越えて報酬を取るか否か」という葛藤時における腹側海馬の神経活動を明らかにする事を目的としている。本年度は、これを達成するための行動試験系の構築及び、記録手法の構築を行った。
葛藤を引き起こすような行動試験系として、報酬を得るための道の手前に嫌悪刺激が存在する迷路を構築した。さらに、これだけでは経路選択にばらつきが少なく、経路選択と神経活動の相関を観察することが難しいため、経路選択を行う場所において数秒間立ち止まらせ、将来の経路について考える時間を持たせる機構を作成した。
今回用いている実験動物であるラットはマウスに比べて脳が大きく、さらに、腹側の海馬は脳の深部領域にあるため、電極を用いて神経活動を記録するにはおよそ7.5mmもの深さまで電極を下ろす必要がある。その為、これまで用いていたテトロード電極では自作する電極部分のゆがみが影響する可能性があった。そこで本研究では新たにシリコンプローブという電極を採用する事とした。本電極は既製品の電極であり、記録を行うことのできる電極の分布している幅が広く、1400μmにもなる。しかし、本電極は非常に折れやすく、これを脳内に埋め込む手術は非常に困難である。まず、これを可能にするために、3Dプリンタを用いて埋め込みの際に使う部品などを作成した。さらに、技術の習熟を行う事で、本年度中に3匹のラットの腹側海馬領域からの記録に成功した。さらに、腹側海馬領域の細胞が報酬に対応した活動を見せる事を確認した。今後はさらに解析を行うことで葛藤時の腹側海馬について明らかにする予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の予定では、初年度に系の立ち上げ及び記録手法の立ち上げを行う予定であった。本年度はより基本的な系を用いた手法の構築に終始する予定であり、実際の記録は翌年度からの予定であった。しかし、現在までに実際に葛藤を引き起こす行動試験を用いたデータを3匹から記録することに成功している。その為、当初の計画より進んだ状況にあるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
1年目までに立ち上げた実験系を改良しつつ、データの数を増やす。8-10 匹のラットから計1000 個程度の神経細胞の記録を目標とする。本研究では、各個体で報酬、嫌悪刺激の場所で特異的に活動する神経細胞がそれぞれ10 個程度存在することで、葛藤時の報酬、嫌悪刺激の場所の想起とその後の行動選択の関係を詳細に解析可能となる。これまでに全記録細胞中に場所細胞は5 割存在し、場所細胞のうち3 割程度が嫌悪刺激付近で活動することを確認している。そのため、1 匹あたり100 細胞、10 匹で計1000 細胞程度の記録を目標とする。
並行して、得られたビッグデータを解析する。解析言語として申請者がすでに習得しているMatlab およびPython を用い、葛藤時以外の神経活動から、各場所細胞が迷路上のどの場所で特異的に活動するかを明確にする。さらに、葛藤時の報酬および嫌悪刺激の場所を示す場所細胞の活動がその後の接近、忌避行動に寄与するかを検証する。また、接近、忌避の各行動時に異なる細胞集団が活動していなかった場合には、単一細胞レベルの変化ではなく、海馬全体の活動上昇あるいは低下が、接近行動あるいは忌避行動につながるという可能性も考えている。
さらに、当初の予定では腹側海馬からのみの記録を行う予定であったが、背側の海馬についても同時に記録を行う。これまでに背側海馬において将来の経路を示すような活動が見られることが知られている。その為この活動が腹側海馬活動と相関しているかについても明らかにする。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)
