| 研究領域 | ジオラマ環境で覚醒する原生知能を定式化する細胞行動力学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05698
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅳ)
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| 研究機関 | 徳島文理大学 |
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研究代表者 |
冨永 貴志 徳島文理大学, 神経科学研究所, 教授 (20344046)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 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 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2022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 | 膜電位感受性色素 / ゾウリムシ / 光計測 / カルシウム濃度測光 / 膜電位固定 / GCaMP / イメージング / 膜電位光計測 / 原生知能 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゾウリムシは100年以上も動物行動のモデル生物として利用されており、「泳ぐ神経細胞」「泳ぐ受容体」として、その行動が、膜電位応答、細胞内信号伝達系の挙動でほぼ解析できる重要な一種の生物機械モデルである。これらの知見は、ゾウリムシの大きさを利用した膜電位固定を含む電気生理学に裏打ちされたものである。ところが近年、さらに詳細な行動解析から、この知見を超える行動制御の仕組みを持っていることが明らかになりつつある。膜電位の光学計測を用いて、自由行動下の、複数のゾウリムシの膜電位の同時読み出しを行うことを企画した。ゾウリムシが従来の生物機械的な理解を超える原生知能を持つこと、またその仕組を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
ゾウリムシは100年以上も動物行動のモデル生物として利用されている。特に1970年代以降は、「泳ぐ神経細胞」「泳ぐ受容体」として知られるようになった。この理由は、その行動が膜電位応答やカルシウムをはじめとする細胞内信号伝達系の挙動でほぼ解析できるからである。このため、ゾウリムシは重要な生物機械モデルとしての地位を確立した。これらの知見は、ゾウリムシの大きさを活かした二本刺しの膜電位固定技術による高精度な電気生理学的研究に裏打ちされている。しかし近年、さらに詳細な行動解析により、これまでの知見を超える知能ともいえる行動制御のメカニズムが明らかになりつつある。一方で、げっ歯類を中心とした脳研究からは、ヒトを含む高等動物とは異なる種類の知能を持つ生物モデルの研究が重視されている。
私は膜電位イメージングという手法を用いて、主に海馬の高次機能を研究している。この手法をゾウリムシに適用し、自由行動下で複数のゾウリムシの膜電位を同時に読み出すことを計画している。この研究を通じて、ゾウリムシが従来の生物機械的な理解を超える原生知能を持つこと、およびそのメカニズムを明らかにすることを目指している。
昨年度は、膜電位感受性色素を用いてゾウリムシを染色し、蛍光画像を膜電位計測用の光学系、撮像システムで撮影できることを確認した。また、カルシウム測光についても光計測が可能であることを確認した。この手法をさらに確実に行えるように計測環境を整備し、実際に時間変化を計測した。
これまでに、領域会議で2回の発表を行った。また、膜電流解析の論文を投稿準備中である。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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