| 研究実績の概要 |
本研究は、連合学習に関わる脳内シグナル経路の最初の分岐点に当たる大脳皮質一次感覚野から他の脳領域に送出されるシグナルの生理学的特質と連合学習における機能について、マウス一次体性感覚野バレル領域（S1）をモデルとして、細胞・シナプスレベルでの理解を目指すものある。
これまでに、私たちは覚醒行動中のマウスS1の第2・3層から同側の一次運動野洞毛領域（wM1）および二次体性感覚野（S2）へ投射する細胞群の生理学的性質を明らかにしてきた（Yamashita et al., 2013; Yamashita & Petersen, 2016）。本研究の一部として、S1第2・3層長距離投射細胞の解剖学的性質を調べるため、新たに15個の長距離投射細胞の完全3次元再構築を行ったところ、wM1やS2に投射する細胞の多くは、同側の皮質あるいは同側の背側線条体に複数の投射標的部位を持つことが分かった（Yamashita et al.,2018）。
一方、S1第5層から他の脳領域に投射する細胞群ついては、皮質5層細胞に特異的にチェネルロドプシン２を発現するバイジェニックマウスを用いて、逆行性の活動電位により皮質間投射細胞を同定して細胞外記録することに成功し、その生理学的性質を明らかにしつつある。また、上記実験の過程で、wM1の光刺激に伴い後シナプス性の活動電位が高頻度に誘発されるS1細胞を予期せず発見したことから、wM1から強い入力を受ける細胞とそうでない細胞との生理学的性質の相違を検討する研究や、wM1->wS1シナプスの修飾機構を検討する研究へと発展した。
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