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錐体細胞多様性と皮質領野間結合構築

公募研究

研究領域神経細胞の多様性と大脳新皮質の構築
研究課題/領域番号 25123723
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
研究機関生理学研究所

研究代表者

川口 泰雄  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 教授 (40169694)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード前頭皮質 / 皮質間結合 / 局所回路 / 錐体細胞 / 橋核投射細胞 / 線条体投射細胞 / トップダウン投射 / ボトムアップ投射 / 運動野 / 第5層 / 橋核投射 / 対側皮質投射 / 同側皮質投射 / Ctip2
研究実績の概要

これまでに前頭皮質の錐体細胞を、皮質下構造・対側皮質への投射、樹状突起形態、分子発現、発火パターンで分類し、それらの間にある結合関係を解析してきた。しかし、このようにして同定した錐体細胞が同側皮質結合にどのように関与するかは不明であった。そこで錐体細胞の近接・遠隔皮質投射先と、そこでの軸索終末の層分布を解析した。
遠隔皮質との結合では、片方の領野からもう一方への投射細胞が2/3層にある場合、別方向の投射細胞は5層に見られた。一方、近接皮質との結合では、投射細胞はどちらの領野でも2/3層、5層の両方に分布していた。軸索終末分布も投射先、特に1層・2/3層で異なっていた。これらの投射細胞・軸索終末の層分布様式から、皮質間投射のトップダウン・ボトムアップ方向を推定した。
前頭皮質5層の錐体細胞には、二種類の主要な皮質下投射サブタイプ、交叉性線条体投射細胞と橋核投射細胞があり、それらの間には、前者から後者へのシナプス結合階層性が見られる。どちらの錐体細胞も同側皮質へ軸索を出していたが、その投射様式は異なっていた。交叉性線条体投射細胞が近接・遠隔両方の皮質間投射をしていた一方、橋核投射細胞は主に近接領野、特にトップダウン方向へ投射していた。この二つのサブタイプでは、投射先での神経支配層も違っていた。交叉性線条体投射細胞は1層下部(1b層)・2/3層へ、一方、橋核投射細胞は1層上部(1a層)へより多くの軸索を出していた。これらの観察から、局所結合階層性と領野間結合階層性との関連を初めて明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Multiple layer 5 pyramidal cell subtypes relay cortical feedback from secondary to primary motor areas in rats.2013

    • 著者名/発表者名
      植田 禎史
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: - 号: 9 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1093/cercor/bht088

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dopaminergic control of motivation and reinforcement learning: a closed-circuit account for reward-oriented behavior2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Morita, Mieko Morishima, Katsuyuki Sakai, Yasuo Kawaguchi
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 33 号: 20 ページ: 8866-8890

    • DOI

      10.1523/jneurosci.4614-12.2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional Significance of Rall's Power of Three Halves Law in Cortical Nonpyramidal Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Kubota
    • 雑誌名

      Advances in Cognitive Neurodynamics (III)

      巻: XVI ページ: 45-51

    • DOI

      10.1007/978-94-007-4792-0_7

    • ISBN
      9789400747913, 9789400747920
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Common excitatory inputs to electrically connected cortical fast-spiking cell networks.2013

    • 著者名/発表者名
      大塚 岳,川口 泰雄
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 110 号: 4 ページ: 795-806

    • DOI

      10.1152/jn.00071.2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direction- and distance-dependent interareal connectivity of pyramidal cell subpopulations in the rat frontal cortex.2013

    • 著者名/発表者名
      植田 禎史,平井 康治,大塚 岳,川口 泰雄
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 11 ページ: 164-164

    • DOI

      10.3389/fncir.2013.00164

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大脳領域間結合と局所回路網の統合的解析2015

    • 著者名/発表者名
      川口泰雄
    • 学会等名
      CREST '脳神経回路の形成・動作原理の解明と制御技術の創出' 研究領域 第2回公開シンポジウム '脳神経回路研究の最前線2015'
    • 発表場所
      JST東京本部別館 (東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-02-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Conserved dimensional properties of dendritic trees in cortical pyramidal cell2014

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Mohamed AA, Yamaguchi N, Hatada S, Luebke J, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      44th annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Walter E. Washington Convention Center (Washington DC, USA)
    • 年月日
      2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大脳皮質錐体細胞の樹状突起の形態解析2014

    • 著者名/発表者名
      窪田芳之, Mohamed AA, 根東覚, 野村真樹, 畑田小百合, 山口登, 川口泰雄
    • 学会等名
      第10回IIRSセミナー
    • 発表場所
      東京大学 (東京都文京区)
    • 年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Cortical membrane oscillatory activities induced by light stimulations2014

    • 著者名/発表者名
      Otsuka T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      44th annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Walter E. Washington Convention Center (Washington DC, USA)
    • 年月日
      2014-11-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal structure of activities in cortical neuron subtypes during slow oscillations2014

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru M, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      4th Joint CIN-NIPS Symposium
    • 発表場所
      University of Tuebingen (Tuebingen, Germany)
    • 年月日
      2014-10-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conserved dimensional properties of dendritic trees in cortical pyramidal cell2014

    • 著者名/発表者名
      Mohamed AA, Yamaguchi N, Hatada S, Luebke J , Kawaguchi Y, Kubota Y
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自発運動時における視床から大脳皮質第1層への入力パターン2014

    • 著者名/発表者名
      田中康代, 田中康裕, 和氣弘明, 正水芳人, 川口泰雄, 松崎政紀
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光刺激によって誘発される皮質回路におけるオシレーション活動2014

    • 著者名/発表者名
      大塚岳, 川口泰雄
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Oscillatory activities evoked by light stimulations in cortical circuits2014

    • 著者名/発表者名
      Otsuka T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop and Satellite Symposium of Neuroscience 2014
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Conserved dimensional properties of dendritic trees in cortical pyramidal cell2014

    • 著者名/発表者名
      Mohamed AA, Yamaguchi N, Hatada S, Luebke J, Kawaguchi Y, Kubota Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop and Satellite Symposium of Neuroscience 2014
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大脳皮質のニューロンタイピングと結合マッピング2014

    • 著者名/発表者名
      川口泰雄
    • 学会等名
      自然科学研究機構新分野創成センターシンポジウム
    • 発表場所
      星陵会館ホール (東京都千代田区)
    • 年月日
      2014-01-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pyramidal and GABAergic cell subnetworks in the cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NEOCORTICAL ORGANIZATION 2
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-11-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Selective participation of corticopontine and commissural neurons in ipsilateral corticocortical projections from the rat frontal cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      Annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-09 – 2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of manipulations of the basal ganglia pathways on reversal learning and time preference: predictions of the corticostriatal temporal difference (TD) hypothesis with implications for addiction2013

    • 著者名/発表者名
      Morita K, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      2013 annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-09 – 2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Differences in size of cortical synapses underlie distinct modes of inhibitory control2013

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Kondo S, Nomura M, Karube F, Luebke J, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      2013 annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-09 – 2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Excitatory neurons are classified into two distinct groups according to their initial axonal direction2013

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Y, Yamauchi K, Namikawa T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      2013 annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-09 – 2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Selective participation of corticopontine and commissural neurons in ipsilateral corticocortical projections from the rat frontal cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      2013 annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-09 – 2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Locally limited conductance of IPSCs elicited by cortical fast spiking basket cell2013

    • 著者名/発表者名
      Kubota Y, Kondo S, Nomura M, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      Cell Symposia "The Networked Brain"
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2013-11-07 – 2013-11-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Twenty cortical neuron types over 20 years2013

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Y
    • 学会等名
      The 3rd NIPS-CIN Joint Neuroscience Symposium
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-10-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Direction- and distance-dependent interareal connectivity of pyramidal cell subpopulations2013

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y, Hirai Y, Otsuka T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      The 3rd NIPS-CIN Joint Symposium
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-10-10 – 2013-10-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth2013

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Y, Yamauchi K, Namikawa T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      The 3rd NIPS-CIN Joint Symposium
    • 発表場所
      生理学研究所 (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-10-10 – 2013-10-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Involvements of Basal Ganglia Pathways in Reversal Learning and Time Preference: Predictions of the Corticostriatal Temporal Difference (TD) Hypothesis2013

    • 著者名/発表者名
      Morita K, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      2013 Annual Conference of the Society for Neuroeconomic EPFL
    • 発表場所
      Lausanne (Switzerland)
    • 年月日
      2013-09-27 – 2013-09-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 脳波リズムと視床-皮質サブネットワーク活動の解析2013

    • 著者名/発表者名
      牛丸弥香, 植田禎史, 川口泰雄
    • 学会等名
      日本睡眠学会第38回定期学術集会
    • 発表場所
      秋田キャッスルホテル (秋田県秋田市)
    • 年月日
      2013-06-27 – 2013-06-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiple layer 5 corticopontine and commissural neurons relay cortical feedback from secondary to primary motor cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Ueta Y, Otsuka T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop The sixth international Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-06-24 – 2013-06-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Classification of excitatory cortical neurons by their initial axonal outgrowth2013

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Y, Yamauchi K, Namikawa T, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop The sixth international Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-06-24 – 2013-06-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Frontal cortical neuron activity during slow oscillation2013

    • 著者名/発表者名
      Ushimaru M, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop The sixth international Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-06-24 – 2013-06-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Local circuitry of layer 6 spiny neurons in rat frontal cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Karube F, Fujiyama F, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      NIPS International Workshop The sixth international Neural Microcircuit Conference "Functional Mechanism of Cortical Microcircuit"
    • 発表場所
      岡崎カンファレンスセンター (愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2013-06-24 – 2013-06-26
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cortical pyramidal cell subtypes and connection specificity2013

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi Y
    • 学会等名
      Neuro2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府京都市)
    • 年月日
      2013-06-20 – 2013-06-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural circuit mechanism of reinforcement learning: new hypothesis on the mechanism of dopaminergic representation of reward prediction error2013

    • 著者名/発表者名
      Morita K, Morishima M, Sakai K, Kawaguchi Y
    • 学会等名
      Neuro2013
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府京都市)
    • 年月日
      2013-06-20 – 2013-06-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Cortical Development2013

    • 著者名/発表者名
      Kageyama R, Guillemot F, Osumi N, Shimazaki T, Miyoshi G, Nieto M, Shi S-H, Kawaguchi Y, Masu M, Noda M, Mishina M, Huang W-C, Yamamori T
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 生理学研究所大脳神経回路論研究部門

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/circuit/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2018-03-28  

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