| 研究領域 | 脳情報動態を規定する多領野連関と並列処理 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05048
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
能瀬 聡直 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30260037)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ショウジョウバエ / コネクトミクス / マルチモーダル感覚統合 / 脳情報動態 / カルシウムイメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではショウジョウバエ幼虫をモデルとして用い、マルチモーダル感覚統合の脳情報動態を理解することを目指す。幼虫は頭部に侵害刺激を受けると後退運動により逃避する。この逃避行動は、２つのモダリティ、視覚および触覚によって誘起される。これまでの研究において視覚刺激、触覚刺激から後退運動出力に至る神経経路をコネクトミクス解析により探索し、視覚、触覚の統合に関わるような回路の候補を見出している。本申請計画ではこの回路の機能、活動様式を解析することで、触覚、視覚の検知から行動出力にいたる信号の流れを明らかにし、マルチモーダル入力が適応的行動出力に収斂する脳情報動態を解明する。
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| 研究実績の概要 |
幼虫は頭部に侵害刺激を受けると後退運動により逃避する。この逃避行動は、２つのモダリティ、視覚および触覚によって誘起される。申請者らは以前の研究において視覚刺激、触覚刺激が後退運動を誘起する過程を制御するコマンドニューロンとして、a-WaveとBi-clusterをそれぞれ同定し、さらに両者に共通する下流細胞の候補BLT (Bilateral thoracic)ニューロンを同定した。本年度はBLTの機能を探るため、光遺伝学を用い自由行動中の幼虫においてBLT（および極少数の他のニューロン）を活性化し、前進運動の頻度が有意に減少することを見出した。一方、後退運動の誘導は起こらなかった。以上の結果は、BLTニューロンが前進運動実行回路の活動を抑制することで、後退運動の誘起を促進していることを示唆するものである。一方、昨年度計画においてBLT細胞とは独立に触覚や視覚の刺激を受けて後退運動を誘導するようなニューロンの候補を光遺伝学により探索し、機械刺激・青色光による後退運動の誘発に必要かつ十分なτニューロンを同定した。今年度はsybGRASP法を用いて上流・下流の細胞を探索し、τニューロンがwaveの直下にあり、かつ後退のコマンドニューロンであるMDNの直上に位置することを示唆する結果を得た。この結果はτニューロンも触覚、視覚情報を統合し後退運動を誘導する過程に関与することを支持するものである。以上のように本研究では触覚、視覚情報の統合に関わる複数の回路の存在を明らかにすることに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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