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マウス高次視覚野の機能的な違いの獲得メカニズムについての研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J03597
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 生理学一般
研究機関東京大学 (2017)
九州大学 (2015-2016)

研究代表者

村上 知成  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードマウス視覚野 / カルシウムイメージング / 視覚経路 / 機能発達 / 高次視覚野 / 広域カルシウムイメージング / トランスジェニックマウス
研究実績の概要

霊長類の視覚野において、物の“形”と“動き”に関する視覚情報は、異なる視覚皮質経路によって処理される。近年、マウスの大脳皮質視覚野には9つの高次視覚野が存在し、これらの領野が同様に2つの視覚情報処理経路を構成している可能性が、解剖的手法を用いた研究から示唆された。しかし、これらの経路を構成する高次視覚領野がどのような視覚情報を処理しているのか、まだ完全に解明されていない。そこでマウス高次視覚野において、動きと形の情報を含む視覚刺激がどの領野で処理されているのか調べた。
今回は動く速度と格子の幅を様々な組み合わせで変えた格子状刺激に対する視覚応答を、9つの高次視覚領野を含む広範囲にカルシウムイメージングで観察した。その結果、側頭葉付近に位置する高次視覚領野は“形”に関する視覚情報を、頭頂葉付近に位置する高次視覚野は主に“動き”に関する視覚情報を選択的に処理していることを発見した。この機能的な経路は、過去に報告された解剖学的な経路と一致していた。この結果から、マウス視覚野でも霊長類と同様に、異なる視覚情報はそれぞれ異なる皮質経路で処理されることが示された。
次に、これらの視覚経路の機能がどの段階で獲得されているのかを、マウス幼児が開眼した直後(15日齢)と20、25日齢の3段階で調べた。その結果、開眼直後と20日齢の高次視覚野は視覚応答を示すが、経路の機能的な違いは明瞭に分かれていなかった。しかし、25日齢になると機能的違いがはっきりと分かれていた。この結果から、マウス視覚経路の機能的な違いは開眼後に次第に獲得されることが明らかとなった。
ここまでが本研究テーマの1段階目の実験における結果であり、論文にまとめ発表した(Murakami et al., 2017)。この1段階目の研究結果から、マウス高次視覚野の機能的な違いが開眼後からの視覚経験により獲得される可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Neuronal Origin of the Temporal Dynamics of Spontaneous BOLD Activity Correlation.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsui, T. Murakami, K. Ohki
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press 号: 4 ページ: 4500-5000

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy045

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional Segregation and Development of Mouse Higher Visual Areas2017

    • 著者名/発表者名
      T. Murakami, T. Matsui, K. Ohki
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 37 号: 39 ページ: 9424-9437

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0731-17.2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transient neuronal coactivations embedded in globally propagating waves underlie resting-state functional connectivity.2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Murakami T, Ohki K.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 113 号: 23 ページ: 6556-61

    • DOI

      10.1073/pnas.1521299113

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wide-field Ca(2+) imaging reveals visually evoked activity in the retrosplenial area2015

    • 著者名/発表者名
      村上知成, 吉田盛史, 松井鉄平, 大木研一
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnmol.2015.00020

    • 関連する報告書
      2015 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] Neuronal activity is not required for the initial formation and maturation of visual selectivity2015

    • 著者名/発表者名
      萩原 賢太, 村上知成, 吉田盛史, 田川義晃, 大木研一
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 18 号: 12 ページ: 1780-1788

    • DOI

      10.1038/nn.4155

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multi-scale, multi-modal imaging of the visual cortical network in marmosets.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Hashimoto T, Uemura M, Murakami T, Kikuta K, Kato T, Ohki K
    • 学会等名
      第7回マーモセット研究会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functional micro architecture of direction selectivity in the cat area 172017

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Nishiyama M, Murakami T, Ohki K
    • 学会等名
      第17回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functional microarchitecture of direction selectivity in the cat area 172017

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Nishiyama M, Murakami T, Ohki K
    • 学会等名
      第40回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale Calcium Imaging in Visual Cortex of Marmoset Monkeys.2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T, Uemura M, Matsui T, Murakami T, Ohki K
    • 学会等名
      第40回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Brain-wide mapping of stimulus induced variability quenching reveals modularity of cortical networks.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, Murakami T, Ohki K.
    • 学会等名
      Computational and Cognitive Neuroscience.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Alteration of transient neuronal coactivation pattern explains dynamic and static change of resting-state functional connectivity2016

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsui, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Top-down developmental progression of functional cortical network revealed by wide-field Ca2+ imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Murakami T, Matsui T, Ohki K
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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