大脳感覚シナプス入力の可視化

• 研究課題/領域番号: 22650083
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 融合基盤脳科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 喜多村 和郎 東京大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (60423159)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,330千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 330千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ニューロン / シナプス / 2光子イメージング / シナプス統合 / 樹状突起 / 体性感覚

研究概要

大脳体性感覚野バレル皮質の第2/3層錐体細胞からホールセル記録を行い、基底樹状突起および尖樹状突起においてカルシウムイメージングにより単一スパインレベルのシナプス入力を可視化し、自発活動および洞毛刺激に対する応答を記録した。個々のスパインの活動を見ると、約80%の入力がわずか25%のスパインに限局している事がわかった。また、空間的に近傍に位置するスパインは同期した入力を受ける確率が高いことが分かった。すなわち、機能的に共役しているニューロン集団は、投射先ニューロンの樹状突起上で近い位置に入力することが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] 小脳プルキンエ細胞樹状突起活動のin vivoイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎, 橋本浩一, 狩野方伸
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 26-33
• [雑誌論文] Locally synchronized synaptic inputs (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi N, Kitamura K, Matsuo N, Mayford M, Kano M, Matsuki N, Ikegaya Y
  • 雑誌名: Science 巻: 335 号: 6066 ページ: 353-356
  • DOI: 10.1126/science.1210362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic calcium signaling triggered by spontaneous and sensory-evoked climbing fiber input to cerebellar Purkinje cells in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitamura, K. & Hausser, M
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 31 号: 30 ページ: 10847-10858
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2525-10.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postsynaptic P/Q-type Ca²⁺ channel in Purkinje cell mediates synaptic competition and elimination in developing cerebellum (2011)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K.; Tsujita, M.; Miyazaki, T., et al
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 108 号: 24 ページ: 9987
  • DOI: 10.1073/pnas.1101488108
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo two-photon uncaging of glutamate revealing the structure-function relationships of dendritic spines in the neocortex of adult mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, J., Nagaoka, A., Watanabe, S., Ellis-Davies, G.C.R., Kitamura, K., Kano, M., Matsuzaki, M. & Kasai H.
  • 雑誌名: J.Physiol. 巻: 589 号: 10 ページ: 2447
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2011.207100
  • 査読あり
• [学会発表] Two-photon imaging of neuronal population activities in cerebellar cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: 分子生物学会(ワークショップ)
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Heterogeneous organization of sensory synaptic inputs in the mouse barrel cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: 生理研国際研究集会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Heterogeneous organization of sensory synaptic inputs in the mouse barrel cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: 生理研国際研究集会
  • 発表場所: 岡崎カンファレンスセンター(愛知県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Enhanced synchrony of climbing fiber-induced Ca2+signaling in cerebellar Purkinje cells caused by elevated synchronous activity of inferior olivary neurons in GluD2(GluRδ2) knockout mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hashizume, Kazuo, Kitamura, Kenji Sakimura and Masanobu Kano
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Desynchronization of cerebellar Purkinje cell population activity during postnatal development (2011)
  • 著者名/発表者名: Jean-Marc Good, Kazuo Kitamura, Masanobu Kano
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Enhanced synchrony of climbing fiber-induced Ca2+ signaling in cerebellar Purkinje cells caused by elevated synchronous activity of inferior olivary neurons in GluD2 (GluRδ2) knockout mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Hashizume, Kazuo, Kitamura, Kenji Sakimura, Masanobu Kano
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Two-photon imaging of Purkinje cell dendritic activity in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: IBRO World Congress(シンポジウム)
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] Two-photon imaging of Purkinje cell dendritic activity in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuo Kitamura
  • 学会等名: IBRO World Congress
  • 発表場所: Florence, Italy(シンポジウム)
  • 年月日: 2011-07-16
• [学会発表] Dendritic activities of cerebellar Purkinje cell in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kitamura & M. Hausser
  • 学会等名: 第88回日本生理学大会
  • 発表場所: 誌上開催
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Dendritic activities of cerebellar Purkinje cell in vivo (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, M.Hausser
  • 学会等名: 第88回日本生理学大会
  • 発表場所: 誌上開催(震災のなめ)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 登上線維の発達過程におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、辻田美加、宮崎太輔、喜多村和郎、山崎真弥、Shin, H.-S.、渡辺雅彦、崎村建司、狩野方伸
  • 学会等名: Neuro2010(シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] 登上線維の発達過程におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一, ら
  • 学会等名: Neuro 2010(シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] GluD2(GluRδ2)ノックアウトマウスの小脳プルキンエ細胞集団の2光子カルシウムイメージング解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋爪幹、喜多村和郎、崎村建司、狩野方伸
  • 学会等名: Neuro2010
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] GluD2 (GluR δ 2)ノックアウトマウスの小脳プルキンエ細胞集団の2光子カルシウムイメージング解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋爪幹, ら
  • 学会等名: Neuro 2010(シンポジウム)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Simultaneous two-photon calcium imaging and patch-clamp recordings in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kitamura, M. Hausser & M. Kano
  • 学会等名: Jacques Monod Conference "Imaging brain circuits in health and disease"
  • 発表場所: Roscoff, France
  • 年月日: 2010-07-01
• [学会発表] Simultaneous two-photon calcium imaging and patch-clamp recordings in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kitamura, M.Hausser, M.Kano
  • 学会等名: Jacques Monod Conference "Imaging brain circuits in health and disease"
  • 発表場所: Biological Station, CNRS (Roscoff, France)
  • 年月日: 2010-07-01
• [学会発表] 生体内における神経活動の2光子イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第5回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀県)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 生体内における神経活動の2光子イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 学会等名: 第5回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀県大津市) 招待講演
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 小脳登上線維。プルキンエ細胞シナプスの生後発達におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一、辻田美加、宮崎太輔、喜多村和郎、山崎真弥、Shin, H.-S.、渡辺雅彦、崎村建司、狩野方伸
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール(岩手県)
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] 小脳登上線維-プルキンエ細胞シナプスの生後発達におけるP/Q型電位依存性カルシウムチャネルの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 橋本浩一, ら
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市民文化ホール(岩手県盛岡市)
  • 年月日: 2010-05-19
• [図書] 第12章in vivoイメージングパッチ法(最新パッチクランプ実験技術法、岡田泰伸編) (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜多村和郎
  • 出版者: 吉岡書店