| 研究課題/領域番号 |
21K15199
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分46020:神経形態学関連
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| 研究機関 | 国立遺伝学研究所 |
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研究代表者 |
中川 直樹 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 助教 (30835426)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 大脳皮質 / 神経回路形成 / in vivoイメージング / バレル皮質 / 単一細胞動態追跡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大脳皮質感覚野の第4層にはモジュール（単位回路）の並列構造が存在し、感覚情報の高解像度での識別を可能にする。モジュールごとの特異的な回路配線は出生直後には見られず、生後発達期に末梢から伝わる神経入力を受けて構築される。本研究では、第4層神経細胞がモジュールごとにクラスターを形成するマウス体性感覚野バレル回路の特長を利用して、個々の神経細胞が所属すべきモジュールを決定する過程を“細胞の動き”から読み解く。生体イメージングによる細胞動態追跡と神経活動操作、機能的スクリーニングを駆使して、第4層神経細胞の移動パターンとその神経活動依存的な制御機構を解明し、大脳皮質並列回路の構築機構を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
大脳皮質感覚野の第4層にはモジュール（単位回路）の並列構造が存在し、感覚情報の高解像度での識別を可能にする。本研究では、マウス体性感覚野においてヒゲ触覚情報処理を担う「バレル」モジュールをモデルとして、生後発達期のモジュール構築に寄与する細胞の動きを可視化するためのin vivoイメージング手法およびデータ解析法の開発を行った。長期in vivoイメージングを用いて、単一神経細胞の動態を生体脳内で3日間にわたり追跡することに成功し、得たデータをもとにモジュール構築過程の細胞動態の解析を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
大脳皮質感覚野における機能的モジュールは、感覚情報の混線を防ぎ、高解像度な情報識別を可能にする。したがって、モジュールの構築機序を解明することにより、新生児期の神経活動依存的な脳機能発達、およびその破綻が引き起こす感覚失調の、神経回路レベルでの理解進展が望める。本研究で開発した神経細胞動態追跡のための生体イメージング技術およびデータ解析法は、生後発達期の大脳皮質内で個々の神経細胞が個別のモジュールに適切に組み込まれていく仕組みの解明に貢献することが期待される。
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