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2 光子活動イメージング法を用いた逆転学習を制御する回路メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H06728
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関東京大学

研究代表者

坂本 雅行  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (00777865)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 交付 (2016年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードカルシウムイメージング / 前頭前皮質 / 2光子励起顕微鏡 / 逆転学習 / 神経科学 / イメージング / カルシウムセンサー / 眼窩前頭皮質
研究実績の概要

前頭前皮質は、感覚情報に基づく行動の意思決定や認知的制御に関わっているが、それらを制御する回路ロジックについては未だ不明な点が多い。この問題を解決するためには、従来の電気生理学的手法のみでは困難なため、新たな視点からのアプローチが必要である。本研究計画では、所属する研究室で開発された新規カルシウムセンサーを用いて、多色カルシウムイメージング法の開発および逆転学習を制御する回路ロジックを明らかにすることを目指す。
平成28年度は、異なる細胞種を同時にイメージングをおこなう方法を確立した。具体的には、異なる色のカルシウムセンサーを興奮性ニューロンと抑制性ニューロン、あるいは興奮性ニューロンとアストロサイトにそれぞれアデノ随伴ウイルスを用いて遺伝子導入し、同時多色カルシウムイメージングに成功した。また、ひとつの2光子励起光で異なる色のカルシウムセンサーを同時に効率良く励起可能なカルシウムセンサーと励起波長の組み合わせについて、培養細胞を用いて条件検討をおこなった。現在、生体イメージングへの適応に向けての条件検討をおこなっている。
頭部固定下でおこなう前頭前皮質の機能を評価する行動課題についても着手しており、今後は行動課題とイメージングを同時におこなう実験系を確立することを目標としている。多色カルシウムイメージングのデータと行動解析の結果より、逆転学習を制御する前頭前皮質の回路メカニズムの解明を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度の目標であった異なる色の蛍光プローブを用いた生体イメージング法を確立することができた。行動課題のセットアップも着実に進んでいる。

今後の研究の推進方策

新学術領域研究に採択されたため、本課題は今年度が最終年度となるので記入しない。

報告書

(1件)
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Calmodulin kinases: essential regulators in health and disease.2017

    • 著者名/発表者名
      Takemoto-Kimura S, Suzuki K, Horigane SI, Kamijo S, Inoue M, Sakamoto M, Fujii H, Bito H.
    • 雑誌名

      J Neurochem.

      巻: - 号: 6 ページ: 808-818

    • DOI

      10.1111/jnc.14020

    • 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
  • [学会発表] Two-photon imaging of spiking and subthreshold synaptic potential in vivo.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M, Bando Y, Pieribone V, Yuste R.
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Imaging voltage in neurons with genetically encoded indicators.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M, Bando Y, Kwon T, Kim S, Peterka D, Yuste R.
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター・東北大学川内北キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging voltage in neurons with genetically encoded indicators.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M, Bando Y, Kwon T, Kim S, Peterka D, Inoue M, Bito H, Yuste R.
    • 学会等名
      生理研研究会「生体多元シグナルダイナミクスの計測と操作」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Imaging voltage in neurons with genetically encoded indicators.2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M, Bando Y, Kwon T, Kim S, Peterka D, Inoue M, Bito H, Yuste R.
    • 学会等名
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会 合同年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2018-01-16  

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