マウス全脳に対応する脳領域名の総数を1から860まで可変な標準脳の構築

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07032
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 高田 則雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任講師 (50415212)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: fMRI / Allen / マウス / MRI / BOLD / 標準脳

研究実績の概要

ヒト脳の磁気共鳴画像法（MRI）では脳座標へ脳領域名が対応した標準脳が存在する。しかしマウス脳には実用的なものが存在しない。近年、アレン脳科学研究所がニッスル染色したマウス脳切片を3 次元再構成した“ニッスル標準脳”を公開した。脳座標に総数860 の領域名が対応する。そこで本研究では「ニッスル標準脳」をMRI 解析で利用可能にする。そのために「ニッスル
標準脳」と「MRI 脳構造画像」との画像位置合わせ方法を最適化する。脳領域の区分け総数（860）を、研究目的に応じて解剖学的階層性を保ちつつ低下可能にし、MRI 機能画像解析でも利用可能とする。疾患モデルマウスと疾患患者の安静時脳活動を、脳領域名が確定した状態で全脳比較可能になる。
初年度である平成28年は「Allen標準脳」を「マウスMRI脳構造画像」へ標準化する方法の最適化に取り組んだ。「ニッスル標準脳」を用いなかった理由は、本年度期間中にAllen脳科学研究所が標準脳の新しい版（version 3）を公開したからである。Allen標準脳 version 3の場合にも、MRIで取得した脳構造画像とは質が異なる画像である。このため標準化の専用ソフトであるANTsを用いてこれらの脳構造画像同士のいち合わせに取り組んだ。この結果、解剖学的階層構造を保ったままROIの大きさを自由に改変することが可能になった。このプログラムを公開できるように最適化に取り組んでいる。

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

申請書の計画通りに、Allen標準脳をマウスMRI脳構造画像へ標準化出来たため。

今後の研究の推進方策

脳座標に脳領域名が詳細に対応しているマウス標準脳を構築するための本プログラムを公開できるように取り組む。これを用いて、安静時脳活動のネットワーク解析を行う。

次年度使用額が生じた理由

年度末の学会（3月9~10日、第19回日本ヒト脳機能マッピング学会）に参加した時に、必要経費を多少余裕を持って想定したため。

次年度使用額の使用計画

消耗品に充てる。

研究成果

• [雑誌論文] Ventrolateral striatal medium spiny neurons positively regulate food-incentive, goal-directed behavior independently of D1 and D2 selectivity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Akiyo Natsubori, Iku Tsustui-Kimura, Hiroshi Nishida, Youcef Bouchekioua, Hiroshi Sekiya, Motokazu Uchigashima, Masahiko Watanabe, Alban de Kerchove d'Exaerde, Masaru Mimura, Norio Takata, and Kenji Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 37 ページ: 2723-2733
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3377-16.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dysfunction of ventrolateral striatal dopamine receptor type 2-expressing medium spiny neurons impairs instrumental motivation: possible relevance to apathy pathogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iku Tsutsui-Kimura, Hiroyuki Takiue, Keitaro Yoshida, Ming Xu, Ryutaro Yano, Hiroyuki Ohta, Hiroshi Nishida, Youcef Bouchekioua, Hideyuki Okano, Motokazu Uchigashima, Masahiko Watanabe, norio takata, Michael Drew, Hiromi Sano, Masaru Mimura, Tanaka KF
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 ページ: 14304
  • DOI: 10.1038/ncomms14304
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Physiological effects of a habituation procedure for functional MRI in awake mice using a cryogenic radiofrequency probe (2016)
  • 著者名/発表者名: Keitaro Yoshida, Yu Mimura, Ryosuke Ishihara, Hiroshi Nishida, Yuji Komaki, Tomohito Minakuchi, Tomokazu Tsurugizawa, Masaru Mimura, Hideyuki Okano, Kenji F. Tanaka, Norio Takata
  • 雑誌名: J Neurosci Methods. 巻: 274 ページ: 38-48
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2016.09.013
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Dissection of downstream targets of the hippocampus using optogenetic fMRI (2017)
  • 著者名/発表者名: 高田則雄
  • 学会等名: 次世代プロジェクト「異なる時期の虚血が脳の発達に及ぼす影響の多層的アプローチによる解明と治療戦略構築」国際シンポジウム
  • 発表場所: 慶応義塾大学医学部
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-07
  • 国際学会 / 招待講演