Scrap-and-build in neocortical circuits during learning
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic regulation of brain function by Scrap & Build system |
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| Project/Area Number |
17H05744
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山下 貴之 名古屋大学, 環境医学研究所, 准教授 (40466321)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
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| Keywords | 大脳皮質 / 体性感覚野 / in vivo / マウス / 洞毛 / 学習 / 神経回路 / 報酬 / 連合学習 / パッチクランプ / 投射細胞 / 脳・神経 / 神経科学 / 生理学 / シナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、連合学習の成立前後において、大脳皮質一次感覚野から他の大脳皮質領域に送出されるシグナルが変化するメカニズムを細胞・シナプス・ネットワークレベルでの解明を目指すものである。これまでに、私たちの研究により、洞毛刺激と水報酬を連合させる課題をマウスに学習させると、大脳皮質一次体性感覚野（S1）から同側の二次体性感覚野（S2）へ投射する細胞に学習依存的に感覚刺激後の遅い脱分極が発現することが明らかとなった（Yamashita & Petersen, 2016）。一方で、S1から一次運動野洞毛領域（wM1）へと投射する細胞においては、学習により、感覚刺激後の遅い脱分極が消失する。
本研究では、上記現象のメカニズムを調べるため、連合学習課題を十分に習得したマウス個体と習得前の個体からそれぞれ脳スライス標本を作成し、S1からの情報送出を担う投射細胞を含むS1神経細胞に入力するシナプスの特性を網羅的に測定・比較して、学習により変化する重要入力経路を洗い出すことを目的として、実験系の構築を行って、データ収集段階に入った。
また、上記過程において、課題学習後のマウスに特徴的な洞毛運動が生じることを予期せず発見したため、課題学習前後の洞毛運動を詳しく解析したところ、報酬予期と報酬獲得に伴い洞毛が前方向に動く(protractionする)こと、報酬獲得後に洞毛が前後運動(whisking)することを明らかにした。さらに、洞毛感覚とは無関係の課題である聴覚Go/No-Go課題の学習前後にも同様のどう毛運動が観察されたことや、中脳ドーパミン神経の特異的刺激により洞毛のprotractionやwhiskingが誘発されたことから、洞毛運動が報酬に関連したマウスの表情の一部であることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(25 results)
