| 研究課題/領域番号 |
16K01965
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| 研究機関 | 京都産業大学 |
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研究代表者 |
田中 宏喜 京都産業大学, コンピュータ理工学部, 准教授 (40335386)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 空間周波数チューニングダイナミクス / V1野 / 視覚情報処理 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、V1野局所細胞集団活動の空間周波数選択性およびその時間変化の精密計測を系統的に行い、この領野における空間周波数処理の局所構造やコラム構造、その内部でみられる活動同期を詳細に調べることである。
この可能性を検討するのに、研究計画段階では、主として高密度多点電極アレイを用いることを想定していた。この方法は、局所微小領域の構造を高解像度で詳しく調べるのに適している。一方で、コラムレベルでの空間周波数の構造を調べたり、離れた層の局所構造を比較することも、本研究の目的から重要なことであり、これには、低密度電極アレイを用いて６層全体から同時記録したデータを詳細に解析することが必要になると考えられる。そこで、以前に低密度電極アレイを用いて記録した細胞集団活動計測データも利用して、今回はじめて、層レベルやコラムレベルで、空間周波数チューニングの局所構造を詳細に分析することを行った。
ネコV1野に刺入した低密度電極アレイを用いて６層全体から同時記録した細胞の空間周波数チューニングダイナミクスを解析の結果、どの層にでも空間周波数時間変化を示す細胞が存在することがわかった。また、特に５層においては、空間周波数チューニングの時間変化の異なる細胞が局在化する傾向がみられた。これらの局所細胞集団は、応答初期には、どの細胞も似た最適空間周波数を示すが、応答後期では、異なるチューニングを示す傾向があり、時間がたつにつれて局所細胞集団が空間周波数処理における役割を多様化する傾向があることがわかった。この成果は、平成28年度の日本神経科学学会、ニューロコンピューティング研究会にて発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究実績の概要欄に記載の理由により、空間周波数チューニングのV1野構造の解明という目的のために、(1)低密度電極を用いて同時計測した細胞集団データを用いて、コラムレベルの空間周波数構造の解析を詳細に解析することと、（２）高密度電極アレイを用いた局所微小領域の細胞集団の解析、の２つの方向から研究を行う。
(1)の低密度電極データの解析は、順調に進んでいる。層ごとに空間周波数チューニングの時間ダイナミクスの比較検討を行って、本研究のテーマである空間周波数チューニングの局所構造に関する新しい知見を得ることができつつある。この成果は論文としてまとめている最中である。
このデータ解析を先行させたため、(2）の高密度多点電極アレイを用いたデータ取得、解析は当初予定したよりも遅れている。ただし、32チャンネルの細胞活動記録システムのセットアップは完了させた。そして、ウレタン麻酔科ラットにおける高密度多点電極アレイの刺入実験は行っており、皮質にスムーズに電極を刺入するための間にピュレーの配置、操作方法について検討を行っており、高密度多点電極アレイを用いても安定に細胞活動は記録できることは確認した。しかし、当初は本年度後半に２度実施予定であった、本格的な細胞活動記録には至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
上述の(1)を完了させると同時に、今年度前半には(2)の高密度多点電極アレイを用いた計測を開始する。第５層で、空間周波数チューニングの時間ダイナミクスの異なる細胞が局在しているように考えられることから、この層をターゲットにして記録を行っていくことで、当初よりも効率よくデータを集められることが期待できる。
当初は、平成28年度に２回、平成29年度4回、平成30年度2回で合計の８回の記録実験を予定していたが、これを変更し平成29年度4回、平成30年度3回実験を実施することで、必要なデータの取得を行う。研究計画の計測１と計測２は同時並行して進めることで、データ取得のスピードアップをはかる。平成30年度中には総合解析を行い、研究成果をまとめて学会発表を行えるようにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験計画当初はH28年度中に実施予定であった高密度電極アレイを用いた電気生理実験が遅れているため、そこで使用予定であった消耗品費・動物費・電極費を使用しなかったことから、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今後の研究の推進方策に記した計画にしたがって、高密度アレイ電極を用いた実験はH29年度とH30年度に行う。次年度使用額はこれらの年度の実験消耗品、および謝金として使用する。
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