２光子イメージングを用いた脳内生成情報と外世界情報の統合による行動発現機構の解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14J05343
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 寺田 晋一郎 京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• キーワード: 神経科学

研究実績の概要

領野間に渡る情報処理の理解は、脳という全体が1つのシステムとして機能している対象の理解には必須である。その為に、本研究では2光子カルシウムイメージングによる多領野間の情報処理機構の解明手法の開発と行動課題の開発をそれぞれ行う。前年度は、多色軸索活動計測法の開発により、多領野からの入力を同時に計測可能とする系の構築と、内発性外発性運動課題の構築を行った。本年度はさらにそれを発展させ、領野間の神経活動の直接的な同時観察を可能とする観察視野の高速切替装置の新規開発を行い、それを用いた前肢関連運動野吻側部（ＲＦＡ）および、前肢関連運動野背側部（ＣＦＡ）の内発性外発性運動課題時の２領野同時イメージングを実施した。その結果、内発性外発性それぞれの運動状況に選択的に反応する神経細胞群が見つかった。今後例数を増やすとともに、領野間のデータ解析を進めていく。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

多領野からの入出力を計測可能とする領野間計測法を確立し、運動課題実行時の神経活動計測も順調に進んでおり、課題に関連した興味深い細胞群も見つかってきているため、おおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

基本的に、順調に計画した実験を進めている。今後は確立したイメージング技術と行動課題を合わせたデータ取得をさらに進めると共に、論文作製へ向けて全体をまとめていく。

研究成果

• [雑誌論文] Neuronal processing of noxious thermal stimuli mediated by dendritic Ca2+ influx in Drosophila somatosensory neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ichiro Terada*, Daisuke Matsubara*, Koun Onodera*, Masanori Matsuzaki, Tadashi Uemura, and Tadao Usui (*equally contribution)
  • 雑誌名: eLife 巻: 5 ページ: e12959
  • DOI: 10.7554/eLife.12959
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Long-term two-photon calcium imaging of neuronal populations with subcellular resolution in adult non-human primates (2015)
  • 著者名/発表者名: Osamu Sadakane*, Yoshito Masamizu*, Akiya Watakabe*, Shin-Ichiro Terada*, Masanari Ohtsuka, Masafumi Takaji, Hiroaki Mizukami, Keiya Ozawa, Hiroshi Kawasaki, Masanori Matsuzaki, and Tetsuo Yamamori (*equally contribution)
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 13 ページ: 1989-1999
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.10.050
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct functional modules for discrete and rhythmic forelimb movements in the mouse motor cortex (2015)
  • 著者名/発表者名: Riichiro Hira, Shin-Ichiro Terada, Masashi Kondo, Masanori Matsuzaki
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 35 ページ: 13311-13322
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2731-15.2015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 文脈依存的な行動シフトを実現する大脳皮質運動回路の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺田晋一郎、松崎政紀
  • 学会等名: 第２回「適応回路シフト」領域会議
  • 発表場所: 東京医科歯科大学 M＆Dタワー
  • 年月日: 2015-12-16 – 2015-12-17
• [備考] 危機回避行動を感覚ニューロンが調節するしくみを解明
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/160224_1.html
• [備考] 霊長類の大脳皮質で多細胞活動を長期間・同時計測―詳細な脳機能マップ作製のための基盤技術を開発
  • URL: http://www.amed.go.jp/news/release_20151120-01.html
• [備考] マウス大脳運動野を光刺激することで多様な運動パターンの脳マップを得ることに成功
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/press/2015/10/01.html
• [産業財産権] 顕微鏡用光学モジュール、顕微鏡、顕微鏡用光学モジュール制御装置及び多光子励起顕微鏡 (2015)
  • 発明者名: 松崎政紀、寺田晋一郎
  • 権利者名: 松崎政紀、寺田晋一郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-184497
  • 出願年月日: 2015-09-17