| 研究課題/領域番号 |
19K06913
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46010:神経科学一般関連
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| 研究機関 | 帝京大学 (2022-2023)
東洋大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
吉田 崇将 帝京大学, 医学部, 助教 (50525904)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 感覚統合 / 大脳皮質 / マウス / 広域カルシウムイメージング / 皮質神経ネットワーク / 機能的結合性 / グレンジャー因果性 / 視聴覚弁別課題 / 多波長蛍光イメージング / 二肢強制選択課題 / カルシウムイメージング / 脳内ネットワーク / 因果性解析 / マウス大脳皮質 / 二肢強制選択タスク / 視聴覚弁別タスク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
感覚統合は我々の知覚を豊かにする基本的な機能であるが、脳内のどこでどのように行われているかについては未だ不明である。本研究では、感覚統合が生じている瞬間のマウスの大脳皮質の神経活動を広域イメージングすることで、機能的な感覚統合の神経メカニズムの解明に挑戦する。具体的には、大脳皮質の興奮性ニューロンにカルシウム感受性蛍光タンパク質を発現する遺伝子改変マウスを用い、マクロ顕微鏡下において頭部を固定した状態で視覚と聴覚の感覚統合を惹起する行動タスクを行わせ、タスク遂行中のマウスの大脳皮質全体を広域カルシウムイメージングすることで、感覚統合に関連する神経活動や責任領域を探索する。
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| 研究成果の概要 |
複数の異なる感覚情報を統合する多感覚統合は脳の基本的な機能の一つであるが、その神経メカニズムはわかっていない。本研究では、視覚と聴覚の刺激を組み合わせて感覚統合を引き起こす課題をマウスに学習させ、多感覚統合の瞬間の大脳皮質全体の神経活動を一度に撮影することを目指し、そのイメージングおよびタスクシステムの開発と皮質神経ネットワークの構造解析の検討を行った。脳領域間の関係性を機能的結合性とグレンジャー因果性で解析したところ、麻酔や覚醒条件で脳状態を変化させた際に皮質ネットワーク構造も変化する可能性が示唆された。さらに、同様の解析で精神疾患モデルマウスにおいて皮質ネットワーク構造の異常を検出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、視覚・聴覚の組み合わせを弁別して感覚統合を引き起こす課題を実行している最中のマウスの大脳皮質全体の神経活動を捉えるためのシステムを開発した。さらに、脳の状態に依存した皮質神経ネットワーク構造の変化を検出する解析手法も検討した。これらの技術は、基本的な脳機能の一つである感覚統合の神経メカニズムの解明へのブレイクスルーになりうるという学術的な意義に留まらず、感覚統合の異常が見られる統合失調症や自閉症などの病態メカニズムの理解に対しても一助となり、治療の難しい神経・精神疾患に対する重要な手がかりを与える研究への展開が見込まれるという点で社会的意義やインパクトが大きいと考えられる。
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