| 研究課題/領域番号 |
19H05642
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(S)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
大区分G
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
大木 研一 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50332622)
|
|---|
| 研究分担者 |
松井 鉄平 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (10725948)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-06-26 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
203,060千円 (直接経費: 156,200千円、間接経費: 46,860千円)
2023年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)
2022年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)
2021年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)
2020年度: 28,990千円 (直接経費: 22,300千円、間接経費: 6,690千円)
2019年度: 87,100千円 (直接経費: 67,000千円、間接経費: 20,100千円)
|
|---|
| キーワード | 視覚野 / イメージング / 光遺伝学 / 神経回路 / 情報処理 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
研究の目的であげた二つの目的を実行するため、光遺伝学を駆使してスパインレベルの機能イメージング法を開発し、個々のシナプスに入力する情報を可視化し、その変化を継続的に観察し、脳の情報処理の素過程と、学習・記憶の素過程をシナプスレベルで解明する。さらに、細胞集団のイメージングと組み合わせて、これらの素過程がネットワーク全体としての学習にどのように寄与しているのかを解明する。最後に、細胞集団を光遺伝学を用いて人工的に活性化し、細胞集団の活動が知覚・学習と因果関係を持つかどうかを検討する。
|
| 研究成果の概要 |
光遺伝学を用いてスパインの機能イメージング法を開発し、視覚野の細胞の方位・位相選択性形成のメカニズムを解明した。深層学習を用いて高次視覚野の細胞の複雑な受容野を系統的に調べる方法を開発した。大脳皮質の領野をつなぐ結合が、発達時に精密に形成されるメカニズムとその学習則を解明した。視覚野の細胞集団に表現されている視覚情報を再構成し、正常・疾患動物の知覚を理解する道を開いた。新規図形の視覚弁別課題をマウスに学習させ、学習に伴いスパースな表現様式に変化することを見出した。全脳の神経活動を計測しつつ細胞集団を活性化・不活性化する方法を開発し、光刺激により、人工的に知覚・可塑性を誘導することに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
視覚野の細胞集団に表現されている視覚情報を再構成する方法の開発は、マウスが何を見ているのかを理解する道を開き、今後の正常・疾患マウスを用いた知覚研究に対して強力な方法論となる。深層学習を用いた視覚野の神経細胞の非線形で複雑な受容野を系統的に調べる方法の開発については、実際の脳活動をニューラルネットワーク上に写しこんで解析しており、脳活動を模した脳型人工知能の開発にもつながる。大脳皮質の領野をつなぐ階層的か並列的なネットワークが発達時に精密に形成されるメカニズムを初めて解明したことは、網膜からの活動伝播の重要性を示唆し、早期失明の病態理解にもつながる。
|
| 評価記号 |
事後評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの成果があった
|
評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A: 研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる
|
