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マウス一次視覚野ニューロンに方位選択性が生じる神経回路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03540
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

根東 覚  東京大学, ニューロインテリジェンス国際研究機構, 特任准教授 (20301757)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
キーワードシナプス / 大脳視覚野 / 2光子カルシウムイメージング / シナプス統合 / 視覚情報処理 / 神経回路 / マウス / 生体イメージング / 方位選択性 / 一次視覚野 / 2光子イメージング / スパインイメージング / 大脳一次視覚野 / スパイン / ニューロン / 生理学 / 脳・神経
研究成果の概要

脳の基本単位はニューロンで、その役割はシナプス入力を選択的に統合し出力を伝達することです。しかしながら、何千もの入力から出力を決めるメカニズムは未解明でした。本研究では、このメカニズムを明らかにするために、まずスパイン活動の正確な記録を行う新規方法を開発し、次に視覚刺激によって起こるスパイン活動をカルシウムセンサーにより記録しました。1個のニューロンから多数のスパイン反応を計測し、スパインの機能マップを作成することに成功しました。このマップを用いた解析から、細胞体活動と一致した反応を示すスパインが最も多く存在すること、またこれらが特定の樹状突起セグメントに集中していることを明らかにしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

外界の視覚情報は眼の網膜で受容されたのち、大脳視覚野へ送られます。この時網膜では、視覚情報は一旦視覚特徴に分解され、大脳で抽出・再構築されることで外界が認識されます。視覚特徴の一つに線の傾きを表す方位択性がありますが、物体の形状認識に重要な視覚機能と考えられています。本研究では、この方位選択性という視覚特徴抽出の仕組みを明らかにしたことで、私たちがどのようにして物体の形を認識しているかというプロセスの理解に近づくことが出来ました。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] Functional organization of response-selective inputs on dendrites of mouse primary visual cortex neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、菊田浩平、大木研一
    • 学会等名
      第8回神経局所回路国際会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マウス一次視覚野ニューロン樹状突起における反応選択性入力の分布2020

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、菊田浩平、大木研一
    • 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] マウス一次視覚野に分布するLPN投射軸索の反応特性2020

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、清原 悠嵩、大木研一
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学により細胞体活動を抑制した条件下でのスパインの視覚応答記録2019

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、大木研一
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウス一次および高次視覚野に分布するLPN投射軸索の反応特性2019

    • 著者名/発表者名
      清原 悠嵩、根東 覚、大木研一
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] New method to prevent the visually-evoked somatic depolarization for spine imaging2019

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、大木研一
    • 学会等名
      第96回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マウス視覚野における光遺伝学による細胞体興奮の抑制2018

    • 著者名/発表者名
      根東 覚、大木研一
    • 学会等名
      第41回日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マウス一次視覚野の方位選択性に関する神経回路の機能構築2017

    • 著者名/発表者名
      根東 覚
    • 学会等名
      生理学研 究所研究会「大脳皮質回路の機能原理を探る」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス外側膝状体から一次視覚野へ方位選択性入力2017

    • 著者名/発表者名
      根東 覚
    • 学会等名
      遺伝研研究会「哺乳類脳の機能的神経回路の構築メカニズム」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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