• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

海馬場所細胞の可塑性と樹状突起活動の因果関係の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K13115
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 脳計測科学
研究機関同志社大学

研究代表者

高橋 晋  同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20510960)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード場所細胞 / 神経科学 / 脳・神経
研究成果の概要

マルチニューロン活動用電極、刺激用光ファイバを頭部固定し、それぞれを独立に可動できるマイクロドライブを開発することができた。また、行動課題を遂行する動物の海馬において、光刺激から数ミリ秒後に活動する錐体細胞の活動が観察でき、安定した刺激と記録が可能な系を確立し、PV特異的にCre合成酵素を発現するPV-creマウスやラットにChR2を発現させ、光刺激に対する神経細胞活動を観測した結果、周波数に依存せず、光刺激の強度が最も高いゼロ位相で活動頻度が高くなることがわかった。そして、場所細胞が持つ場所情報の可塑的変化の過程と樹状突起逆伝播スパイクの伝播確率との関係について解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、海馬場所細胞の可塑性と樹状突起活動の因果関係の一端を理解することができれば、認知神経科学の進展に寄与することはもちろんのこと、その波及効果は、アルツハイマー型認知症を含む認知障害の治療法の開発から、最近開発が進んでいるブレイン-マシン・インタフェース(BMI)、すなわち脳の神経活動だけで外部機器を操作するシステムに、記憶・学習機能を付加することも可能となる。また、深層学習などの人工知能研究に新たなアーキテクチャーや機能の切っ掛けを与えることも可能になる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 12件、 招待講演 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The Reconfigurable Maze Provides Flexible, Scalable, Reproducible, and Repeatable Tests2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Satoshi、Takahashi Riku、Mieno Kana、Tamatsu Yuta、Azechi Hirotsugu、Ide Kaoru、Takahashi Susumu
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 1 ページ: 100787-100787

    • DOI

      10.1016/j.isci.2019.100787

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reinforcement schedules differentially affect learning in neuronal operant conditioning in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Song Kichan、Takahashi Susumu、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 153 ページ: 62-67

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.04.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Motor cortex can directly drive the globus pallidus neurons in a projection neuron type-dependent manner in the rat2019

    • 著者名/発表者名
      Karube F, Takahashi S, Kobayashi K, Fujiyama F
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 8 ページ: 1-25

    • DOI

      10.7554/elife.49511

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced Theta and High-Gamma Coupling during Late Stage of Rule Switching Task in Rat Hippocampus2019

    • 著者名/発表者名
      Nakazono Tomoaki、Takahashi Susumu、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 412 ページ: 216-232

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2019.05.053

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Hippocampal Ensemble Code for Spatial Navigation and Episodic Memory2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Susumu
    • 雑誌名

      Advances in Neurobiology

      巻: 21 ページ: 49-70

    • DOI

      10.1007/978-3-319-94593-4_3

    • ISBN
      9783319945910, 9783319945934
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hippocampal-prefrontal theta phase synchrony in planning of multi-step actions based on memory retrieval2017

    • 著者名/発表者名
      Ishino, S., Takahashi, S., Ogawa, M. and Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 45 号: 10 ページ: 1313-1324

    • DOI

      10.1111/ejn.13547

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Substance P effects exclusively on prototypic neurons in mouse globus pallidus2017

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Kazuko、Takahashi Susumu、Okamoto Shinichiro、Karube Fuyuki、Fujiyama Fumino
    • 雑誌名

      Brain structure and function

      巻: 222 号: 9 ページ: 4089-4110

    • DOI

      10.1007/s00429-017-1453-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 場所記憶の想起によるナビゲーション2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋晋,増田明,井出薫
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 71 ページ: 539-544

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 脳内ナビゲーション・システム―海馬の場所細胞―2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋晋, 井出薫
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 35 ページ: 43-47

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 大脳基底核の機能と構造2017

    • 著者名/発表者名
      藤山文乃、髙橋晋、苅部冬紀
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 35 ページ: 268-270

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 脳内ナビゲーション・システム―海馬の場所細胞―2017

    • 著者名/発表者名
      髙橋晋、井出薫
    • 雑誌名

      日本ロボット学会誌

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Using a novel PV-Cre rat model to characterize pallidonigral cells and their terminations.2016

    • 著者名/発表者名
      Oh Y-M, Karube F, Takahashi S, Kobayashi K, Takada M, Uchigashima M, Watanabe M, Nishizawa K, Kobayashi K, *Fujiyama F
    • 雑誌名

      Brain Struct Funct

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 2359-2378

    • DOI

      10.1007/s00429-016-1346-2

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Mochizuki, ..., Ichiro Fujita, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 36 号: 21 ページ: 5736-5747

    • DOI

      10.1523/jneurosci.0230-16.2016

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 歩行する海鳥および遊泳するサケ科魚類の脳における空間ナビゲーションの神経相関2019

    • 著者名/発表者名
      井出 薫, 本部 拓未, 岡本 慎一郎, 松本 祥子, 依田 憲, 牧口 祐也, 髙橋 晋
    • 学会等名
      NEURO2019 (第42回日本神経科学大会、第62回日本神経化学会大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 再構成可能な迷路は記憶学習研究のための繰り返し精度の高い再現性を有するテストを提供する2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋 晋, 星野 諭, 井出 薫
    • 学会等名
      NEURO2019 (第42回日本神経科学大会、第62回日本神経化学会大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス用に開発された再構成可能な迷路における移動軌跡の解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 陸, 玉津 裕太, 井出 薫, 髙橋 晋
    • 学会等名
      NEURO2019 (第42回日本神経科学大会、第62回日本神経化学会大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同一実験室内における様々な迷路上での場所細胞の神経活動2019

    • 著者名/発表者名
      三重野 華菜, 星野 諭, 井出 薫, 髙橋 晋
    • 学会等名
      第97回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Patterned silencing of parvalbumin neurons in rodent visual cortex2019

    • 著者名/発表者名
      増田明、高橋晋
    • 学会等名
      APCV2019, Osaka
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cell-type specific cortical stimulations by red-shift light with lens optics2019

    • 著者名/発表者名
      増田明、高橋晋
    • 学会等名
      The Eye and Chip 2019, Michigan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visual restoration based on optogenetic silencing of parvalbumin neurons in visual cortex2019

    • 著者名/発表者名
      増田明、高橋晋
    • 学会等名
      CiNet Conference: Brain-Machine Interface, Osaka
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Next Phase for Tracking and Predicting the Navigational Behavior Using Machine Learning2019

    • 著者名/発表者名
      髙橋 晋、星野 諭、井出 薫
    • 学会等名
      International Workshop on Behavior analysis and Recognition for knowledge Discovery (BiRD 2019)in conjunction with the IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間ナビゲーションのための再構成迷路システム2018

    • 著者名/発表者名
      星野 諭、井出 薫、髙橋 晋
    • 学会等名
      第62回システム制御情報学会研究発表講演会 (SCI’18)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 行動中マウスの運動皮質におけるパルブアルブミン発現インターニューロンの発火操作2018

    • 著者名/発表者名
      井出 薫、小林 憲太、苅部 冬紀、藤山 文乃、髙橋 晋
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 自由行動中の海鳥脳からの神経活動記録2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 晋、松本 祥子、井出 薫、依田 憲
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 多種の迷路を構成可能な小動物用の新規迷路システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      星野 諭、井出 薫、髙橋 晋
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間ナビゲーションに関する海馬の場所細胞研究とその未来2018

    • 著者名/発表者名
      髙橋 晋
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precisely patterned optogenetic stimulation with mini-LED array and lens optics in rodent visual cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Masuda, Susumu Takahashi
    • 学会等名
      Brain Stimulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optogenetic intervention to parvalbumin-expressing interneurons in the motor cortex of behaving mice2018

    • 著者名/発表者名
      井出 薫、小林 憲太、苅部 冬紀、尾原 和也、前川 卓也、藤山 文乃、髙橋 晋
    • 学会等名
      International Symposium on Systems Science of Bio-Navigation 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The reconfigurable maze enables various tests to study neural mechanisms of spatial navigation2018

    • 著者名/発表者名
      星野 諭、井出 薫、髙橋 晋
    • 学会等名
      International Symposium on Systems Science of Bio-Navigation 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the Reconfigurable maze-various shapes of maze in a single environment2018

    • 著者名/発表者名
      星野 諭、井出 薫、髙橋 晋
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 2018 meetings(SfN2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural activity in the brain of rats, seabirds and salmonid fish during spatial navigation2018

    • 著者名/発表者名
      Susumu Takahashi
    • 学会等名
      International Symposium on Systems Science of Bio-Navigation 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 再構成可能迷路の開発2018

    • 著者名/発表者名
      星野諭、井出薫、高橋晋
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Memory of places in rats2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S.
    • 学会等名
      IEEE ICMA 2017 Conference, Tutorial Workshops on Systems Science of Bio-navigation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Place sequence recognition and processing in the hippocampal place cell activity2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S.
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会(幕張)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] sing a novel PV-cre rat model to characterize pallidonigral cells and terminations2017

    • 著者名/発表者名
      呉 胤美, 苅部 冬紀, 高橋晋, 小林 憲太, 高田 昌彦, 小林 和人, 藤山 文乃
    • 学会等名
      第122回 日本解剖学会 総会・全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] パーキンソン病モデルマウスの一次運動野における光遺伝学を活用した神経細胞活動の操作2016

    • 著者名/発表者名
      高橋晋, 小林 憲太, 苅部 冬紀, 藤山 文乃
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 淡蒼球外節から黒質緻密部ドーパミンニューロンへの抑制性入力を解明する2016

    • 著者名/発表者名
      呉 胤美, 苅部 冬紀, 高橋晋, 小林 憲太, 高田 昌彦, 小林 和人, 藤山 文乃
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 報酬確率学習課題中の海馬における神経表象2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 裕美, 廣川 純也, 高橋晋, 櫻井 芳雄
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス淡蒼球外節におけるNeurokinin-1受容体陽性細胞の形態学的・電気生理学的性質を解明する2016

    • 著者名/発表者名
      水谷 和子, 苅部 冬紀, 高橋晋, 小林 憲太, 藤山 文乃
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラットの海馬・前頭前野における再学習中の神経機構2016

    • 著者名/発表者名
      町野友理, 高橋晋, 櫻井芳雄
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット皮質における随意的発火調節のニューロン集団間での転移2016

    • 著者名/発表者名
      宋 基燦, 高橋晋, 櫻井芳雄
    • 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(神奈川県・横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Learning stages in a rule switching task affects theta-gamma couplings in rat hippocampus2016

    • 著者名/発表者名
      Nakazono, T., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      SanDiego, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volitional modulation of neuronal activities among multiple neuron groups via neuronal operant conditioning2016

    • 著者名/発表者名
      Song, K., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      SanDiego, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hippocampal-prefrontal interaction during original task learning and relearning2016

    • 著者名/発表者名
      Machino, Y., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      SanDiego, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 小動物実験用迷路組立キット2017

    • 発明者名
      髙橋晋
    • 権利者名
      髙橋晋
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-252076
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi