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文脈依存的な行動シフトを実現する脳神経回路の機能遷移の解明

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05553
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

松崎 政紀  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード運動野 / 2光子イメージング / 運動視床 / オペラント学習課題
研究実績の概要

生物は、異なった文脈においても同じ行動を発現すべき時には同一運動を発現するが、大脳皮質の広域にわたる回路(一次運動野、M1と高次運動野、M2)の活動が異なった入力に対してどのように遷移してひとつの安定した出力を実現するかは不明である。平成29年度は、頭部固定マウスが内発性(自発的)におよび外発性(音刺激誘導性)にレバーを引くオペラント課題を実行中に、3次元2光子カルシウムイメージングをM1のみならずM2でも行う系を確立した。カルシウム感受性蛍光タンパク質のひとつ、R-CaMPの遺伝子をコードするAAVをマウスM2に導入し、その後2週間経ってタンパク質発現量が十分高くなってから、頭部固定下で右前肢レバー引き運動を内発性に(好きな時に)、または外発性に(音が鳴って数百ミリ秒以内にレバーを引くと水がもらえる)行うことを約2週間学習させた。またレバー軌道だけではなく、同時に前肢の動きや舌運動も高速CCDカメラを用いて計測した。課題実行中に2光子カルシウムイメージングをM2およびM1において3次元的に行い、2層から5層までの細胞活動のデータを取得することが出来た。その結果、M2にも内発性選択的に、または音刺激選択的に活動を示す細胞があること、両条件で同様に活動する細胞があることがわかった。さらにこの課題を実行中に様々な脳領域を不活性化させ、課題パフォーマンスに対する影響を解析することで、この課題に必要な領域を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [学会発表] Dynamics of thalamocortical activity in the primary motor cortex during motor learning2017

    • 著者名/発表者名
      松崎政紀
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2017-07-21
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wide, deep, multi-color, subcellular-resolution imaging from any angle2017

    • 著者名/発表者名
      松崎政紀
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2017-07-20
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2018-12-17  

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