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光遺伝学的な軸索活動の観察と操作による持続的注意を司る神経回路動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J09497
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関名古屋大学

研究代表者

宮本 大祐  名古屋大学, 環境医学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード睡眠・覚醒 / 記憶 / 軸索 / 光遺伝学 / 大脳皮質 / 海馬 / 感覚皮質 / 運動皮質
研究実績の概要

覚醒時と睡眠時における長距離軸索投射を用いた大脳皮質の情報連絡についての研究を進めた。当研究をScience誌に前年度に投稿し、前年度から今年度にかけてリバイス実験及び解析を行い、受理された。リバイスにおいては、オンライン自動睡眠判定を用いた刺激の正確性や、断眠時におけるデルタ刺激による記憶の向上について確認した。床面認識課題の海馬依存性について検討するために、理化学研究所・脳科学総合研究センターMcHugh研究室と共同研究を行った。海馬の出力領域となるCA1領域からの出力を抑制するために、CaMKIIα-Creマウスの海馬にAAV-Flex-mCherry又はAAV-Flex-TeTX-mCherryを注入した。TeTX (テタヌストキシン) により軸索終末からの神経伝達物質放出を抑制できる。TeTXが機能しているかどうかをVAMP2の免疫染色により確認した。Subiculum領域におけるVAMP2の発現はAAV-Flex-TeTX-mCherryの注入により減少した。以上よりTeTXが海馬CA1領域からの出力を抑制することを確認した。そして、各種行動試験を用いて、海馬CA1領域からの出力の抑制が行動に与える影響を検討した。海馬CA1領域からの出力の抑制は海馬依存的である物体位置認識試験及び文脈依存的恐怖条件付け試験における成績を低下させたが、床面認識課題には影響を与えなかった。これらより、床面認識課題は海馬非依存的であると考えられる。また、プラスミドを用いて目的遺伝子をマウスに導入するために、理化学研究所脳科学総合研究センター下郡研及びウィスコンシン大学マディソン校よりインウテロエレクトロポレーションを習得した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Top-down cortical input during nrem sleep consolidates perceptual memory.2016

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto D, Hirai D, Fung CC, Inutsuka A, Odagawa M, Suzuki T, Boehringer R, Adaikkan C, Matsubara C, Matsuki N, Fukai T, McHugh TJ, Yamanaka A, *Murayama M
    • 雑誌名

      Science

      巻: 352 号: 6291 ページ: 1315-1318

    • DOI

      10.1126/science.aaf0902

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Top-Down Cortical Input during NREM Sleep Consolidates Perceptual Memory2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyamoto, Daichi Hirai, Chi Chung Alan Fung, Ayumu Inutsuka, Maya Odagawa, Takayuki Suzuki, Roman Boehringer, Chinnakkaruppan Adaikkan, Chie Matsubara, Norio Matsuki, Tomoki Fukai, Thomas J McHugh, Akihiro Yamanaka & Masanori Murayama
    • 雑誌名

      Science

      巻: -

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The fiber-optic imaging and manipulation of neural activity during animal behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyamoto, Masanori Murayama
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 103 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.09.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cerebral cortex circuits for perceptual memory consolidation during sleep2017

    • 著者名/発表者名
      D. Miyamoto, D. Hirai, C. C. A. Fung, A. Inutsuka, M. Odagawa, R. Boehringer, C. Adaikkan, C. Matsubara, N. Matsuki, T. Fukai, T. J. McHugh, A. Yamanaka & M. Murayama
    • 学会等名
      第94回日本生理学会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質内トップダウン入力による触覚記憶固定化機序の探求2016

    • 著者名/発表者名
      平井大地、宮本大祐、村山正宜
    • 学会等名
      第39 回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NREM睡眠時の皮質トップダウン入力による知覚記憶の固定化2016

    • 著者名/発表者名
      D. Miyamoto, D. Hirai, C. C. A. Fung, A. Inutsuka, M. Odagawa, R. Boehringer, C. Adaikkan, C. Matsubara, N. Matsuki, T. Fukai, T. J. McHugh, A. Yamanaka & M. Murayama
    • 学会等名
      第41回日本睡眠学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Top-Down Cortical Input during Sleep Consolidates Perceptual Memory2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto D, Fung, C. C. A., Inutsuka A, Odagawa M, Boehringer R, Matsubara C, Matsuki N, McHugh TJ, Yamanaka A, Murayama M
    • 学会等名
      包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cortico-cortical top-down pathway for tactile memory consolidation during NREM sleep2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, D., Inutsuka A, Kamoshida A, Boehringer R, Odagawa M, Matsuki N, McHugh TJ, Yamanaka A, Murayama M
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      シカゴ
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 徐波睡眠時の大脳皮質のトップダウン入力は触覚の再認記憶を固定化する日本神経科学会大会2015

    • 著者名/発表者名
      宮本大祐、犬束歩、鴨志田敦史、Roman Boehringer、小田川 摩耶、松木 則夫、Thomas J McHugh、山中 章弘、村山 正宜
    • 学会等名
      日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Bottom-up vs top-down cortico-cortical processes for sensory recognition memory.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, D., Inutsuka A, Kamoshida A, Boehringer R, Odagawa M, Matsuki N, McHugh TJ, Yamanaka A, Murayama M
    • 学会等名
      2015 Bridging Biomedical Worlds Conference
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 触覚学習における体性感覚-運動統合2015

    • 著者名/発表者名
      宮本大祐、犬束歩、鴨志田敦史、Roman Boehringer、小田川 摩耶、松木 則夫、Thomas J McHugh、山中 章弘、村山 正宜
    • 学会等名
      第92回日本生理学会大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cortico-cortical top-down inputs during NREM sleep consolidate tactile memory2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto D, Inutsuka A, Kamoshida A, Boehringer R, Odagawa M, Matsuki N, McHugh TJ, Yamanaka A, Murayama M.
    • 学会等名
      脳と心のメカニズム 第15回冬のワークショップ (北海道)
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 触覚学習における体性感覚皮質-運動皮質間回路の役割2014

    • 著者名/発表者名
      宮本大祐
    • 学会等名
      生理学研究所研究会「シナプス・神経ネットワークのダイナミクス」
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 体性運動連合を用いる触覚記憶を評価する物体床面認識試験の開発2014

    • 著者名/発表者名
      宮本大祐、犬束歩、鴨志田敦史、松木則夫、山中章弘、村山正宜
    • 学会等名
      平成26年度生理学若手研究者フォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-07-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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