| 研究課題/領域番号 |
20H03550
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分51010:基盤脳科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐藤 正晃 北海道大学, 医学研究院, 講師 (90518325)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
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| キーワード | 海馬 / 生後発達 / 二光子レーザー顕微鏡 / カルシウムイメージング / 樹状突起スパイン / ナビゲーション / バーチャルリアリティ / 神経ダイナミクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
記憶の形成に重要な役割を果たす海馬の錐体細胞は、動物の場所に特異的に活動する「場所細胞」としての性質をもつ。このような機能回路の構築メカニズムを明らかにするためには、生後発達過程の回路活動を大規模に計測し、その形成と成熟の原理を理解することが不可欠である。そこで本研究は、まず生後発達期マウスの海馬神経回路の活動を二光子カルシウムイメージングで解析する。さらに、幹細胞から分化させた神経細胞を海馬に移植し、これらの外来性の錐体細胞が成熟動物において共通の機能をもつ細胞集団を形成するかどうかを検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、海馬の場所細胞をモデルに、セルアセンブリの発達と形成のメカニズムをイメージングで理解することを目的とした。研究代表者が過去に確立した行動中の動物における深部脳神経回路のカルシウムイメージング技術を、身体が小さく技術的に難しい発達期のマウスのイメージングへと発展させることで、発生期の特定の錐体細胞の集団を蛍光標識したマウス海馬における二光子カルシウムイメージング、幼若期ラット海馬における遺伝子導入と生後発達期ラット用バーチャルリアリティシステムの構築、sCMOSカメラとカスタム顕微鏡をもちいた蛍光膜電位イメージングなどの重要な技術を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの研究において、ある種の自閉スペクトラム症モデルマウスが頭部固定下のバーチャルリアリティ空間で学習異常を示すこと、およびその海馬の場所細胞地図では、ランドマーク地点をコードするセルアセンブリ（協調的に働く複数の細胞の集団）の学習依存的な形成に、特異的な欠損が見られることを明らかにされている。本研究の成果は、このような発達障害に関連した生後発達期マウス海馬の神経回路活動の大規模計測の技術として有用なものである。
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