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2018 年度 実績報告書

マーモセット前頭皮質におけるモジュール構造の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K07036
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

渡我部 昭哉  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (40290910)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードトレーサー / AAV / マーモセット / 大脳皮質 / 神経ネットワーク / コネクトーム
研究実績の概要

前頭前皮質は、霊長類においてよく発達した脳部位であり、その大幅な拡大と質的変化がヒトに特有の高度な認知機能を可能にしたと言っても過言ではない。私の研究目標は、霊長類前頭前皮質が形成する複雑な結合ネットワークの詳細を調べ、その根底にあるネットワーク形成のルールを明らかにすることである。今回の研究課題では、皮質間のモジュラー結合が鍵だと考え、その実体を明らかにする研究を行った。 手法としては、前頭皮質へのトレーサー注入と、網羅的画像解析をシステマティックに行うことで、違う個体のデータを統合的に理解する方法を目指すとともに、複数トレーサーを同一個体に注入する手法を組み合わせることを考えた。本年度は、内側、眼窩前頭皮質など、トレーサーの漏れが起きやすい部位への注入方法を確立し、それらの領域への注入を行った。同時に無蛍光のBDA (biotynilated dextran amine)を注入し、回収切片を組織染色することで、2重染色を行い、前頭皮質と、頭頂皮質、帯状回などとの相互結合関係を詳しく調べた。本年度は、さらにsmFPを使った新しい無蛍光トレーサーの開発及び、逆行性AAVベクターを使うことによる、経路特異的プロジェクションマッピングを試みた。基礎技術の確立は、順調に進み、データ取得も予定通り進み、本研究の成果の一部は、学会等において発表した。しかし、論文化にあたっては、画像データ解析に時間がかかっており、今後共同研究者と議論しながら進めていきたい。またカラムモジュール構造を明らかにする手法として、脳透明化を組み合わせた研究を共同研究者と行なっており、現在論文化を目指している。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] PAT?Probabilistic Axon Tracking for Densely Labeled Neurons in Large 3-D Micrographs2019

    • 著者名/発表者名
      Skibbe Henrik、Reisert Marco、Nakae Ken、Watakabe Akiya、Hata Junichi、Mizukami Hiroaki、Okano Hideyuki、Yamamori Tetsuo、Ishii Shin
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Medical Imaging

      巻: 38 ページ: 69~78

    • DOI

      10.1109/TMI.2018.2855736

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-photon imaging of neuronal activity in motor cortex of marmosets during upper-limb movement tasks2018

    • 著者名/発表者名
      Ebina Teppei、Masamizu Yoshito、Tanaka Yasuhiro R.、Watakabe Akiya、Hirakawa Reiko、Hirayama Yuka、Hira Riichiro、Terada Shin-Ichiro、Koketsu Daisuke、Hikosaka Kazuo、Mizukami Hiroaki、Nambu Atsushi、Sasaki Erika、Yamamori Tetsuo、Matsuzaki Masanori
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 1879

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04286-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cortical networks of the mouse brain elaborate within the gray matter2018

    • 著者名/発表者名
      Watakabe Akiya、Hirokawa Junya
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 223 ページ: 3633~3652

    • DOI

      10.1007/s00429-018-1710-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium Transient Dynamics of Neural Ensembles in the Primary Motor Cortex of Naturally Behaving Monkeys2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Takahiro、Saito Risa、Otaka Masaki、Yoshino-Saito Kimika、Yamanaka Akihiro、Yamamori Tetsuo、Watakabe Akiya、Mizukami Hiroaki、Schnitzer Mark J.、Tanaka Kenji F.、Ushiba Junichi、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 24 ページ: 2191~2195.e4

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.07.057

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The relationship between the claustrum and endopiriform nucleus: A perspective towards consensus on cross-species homology2018

    • 著者名/発表者名
      Smith Jared B.、Alloway Kevin D.、Hof Patrick R.、Orman Rena、Reser David H.、Watakabe Akiya、Watson Glenn D. R.
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 527 ページ: 476~499

    • DOI

      10.1002/cne.24537

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Axonal Projections From the Middle Temporal Area in the Common Marmoset2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Hiroshi、Tani Toshiki、Mashiko Hiromi、Kitamura Naohito、Hayami Taku、Watanabe Satoshi、Sakai Kazuhisa、Suzuki Wataru、Mizukami Hiroaki、Watakabe Akiya、Yamamori Tetsuo、Ichinohe Noritaka
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroanatomy

      巻: 12 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.3389/fnana.2018.00089

    • 査読あり
  • [学会発表] Mapping prefrontal connectivity of the common marmosets2019

    • 著者名/発表者名
      Akiya Watakabe, Henrik Skibbe, Ken Nakae, Jian Wang1, Masafumi Takaji, Alexander Woodward, Junichi Hata4, Hideyuki Okano, Yoko Yamaguchi, Shin Ishii, Hiroaki Mizukami, Tetsuo Yamamori
    • 学会等名
      革新脳国際シンポジウムISBM2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Mapping prefrontal connectivity of the common marmosets2019

    • 著者名/発表者名
      Akiya Watakabe, Henrik Skibbe, Ken Nakae, Jian Wang1, Masafumi Takaji, Alexander Woodward, Junichi Hata4, Hideyuki Okano, Yoko Yamaguchi, Shin Ishii, Hiroaki Mizukami, Tetsuo Yamamori
    • 学会等名
      第8回マーモセット研究会大会
  • [学会発表] Prefrontal projection mapping of the marmoset2018

    • 著者名/発表者名
      Akiya Watakabe, Jian Wang, Masafumi Takaji, Hiroaki Mizukami, Alexander Woodward, Henrik Skibbe, Ken Nakae, Yoko Yamaguchi, Shin Ishii, Tetsuo Yamamori
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
  • [学会発表] Prefrontal projection mapping of the marmoset2018

    • 著者名/発表者名
      Akiya Watakabe, Jian Wang, Masafumi Takaji, Hiroaki Mizukami, Alexander Woodward, Henrik Skibbe, Ken Nakae, Yoko Yamaguchi, Shin Ishii, Tetsuo Yamamori
    • 学会等名
      SfN 2018 北米神経科学学会

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公開日: 2019-12-27  

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