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2019 年度 実績報告書

随意運動における小脳機能モジュールの作動原理

研究課題

研究課題/領域番号 17H03543
研究機関山梨大学

研究代表者

喜多村 和郎  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60423159)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード運動制御 / 運動学習 / 2光子イメージング
研究実績の概要

レバー引き課題実行中のマウス小脳において、2光子イメージングによる苔状線維シグナルの解析を行った。レバー引き運動に対して、レバー引き前後、レバー保持時、報酬獲得時の様々なタイミングで苔状線維の入力があることが明らかとなった。同じ反応タイプを示す細胞は空間的にクラスタを形成する傾向が見られた。また、同じ課題を実行中の登上線維シグナルを明らかにするために、プルキンエ細胞の2光子イメージングを行った。レバー引き運動に対して、レバー引き前、レバー引き時、レバー保持時、報酬獲得時の様々なタイミングで登上線維の入力があることが明らかとなった。同じ反応タイプを示す細胞は空間的にもクラスタを形成していることがわかり、またそれぞれのクラスタは自発活動の同期性から決定したクラスタと高い割合で一致することから、小脳のマイクロゾーン・マイクロコンプレックス仮説を支持する結果となった。一方、一部の細胞では報酬獲得と相関を示す登上線維シグナルが観察された。
小脳モジュールの機能を解析するため、音弁別Go/No-go課題を行っているマウス小脳からの2光子イメージングを行った。小脳の機能モジュールであるゾーン構造ごとの機能を調べるため、この実験は、ゾーンを可視化できるAldoc-tdTomatoマウスを用いて行った。小脳半球第二脚において、ゾーンごとの機能を調べたところ、運動の準備、実行、開始時間、速度など運動のパラメータに加えて、一部のゾーン(特に大脳ー小脳ループを形成する外側部)において、Go/No-goシグナルや報酬など運動とは直接関係のない課題のパラメータを表現していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Modular organization of cerebellar climbing fiber inputs during goal-directed behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Shinichiro、Hidaka Naoki、Isomura Yoshikazu、Matsuzaki Masanori、Sakimura Kenji、Kano Masanobu、Kitamura Kazuo
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.7554/eLife.47021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] mGluR1 in cerebellar Purkinje cells is essential for the formation but not expression of associative eyeblink memory2019

    • 著者名/発表者名
      Nakao Harumi、Kishimoto Yasushi、Hashimoto Kouichi、Kitamura Kazuo、Yamasaki Miwako、Nakao Kazuki、Watanabe Masahiko、Kano Masanobu、Kirino Yutaka、Aiba Atsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43744-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rational Engineering of XCaMPs, a Multicolor GECI Suite for In?Vivo Imaging of Complex Brain Circuit Dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Masatoshi、Takeuchi Atsuya、Manita Satoshi、(20名省略)、Kitamura Kazuo、Bito Haruhiko
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 177 ページ: 1346~1360.e24

    • DOI

      10.1016/j.cell.2019.04.007

    • 査読あり
  • [学会発表] Cerebellar climbing fiber signals represent voluntary forelimb lever-pull trajectories.2019

    • 著者名/発表者名
      Hidaka N, Ikezoe K, Tsutsumi S, Isomura Y, Kano M, Kitamura K
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Rational engineering of XCaMPs, a multicolor GECI suite for in vivo imaging of complex brain circuit dynamics.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue M, Takeuchi A, Manita S, (12名省略), Kitamura K, Bito H
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Neuronal representation for speed and acceleration of walking in mouse cerebellar cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Ikezoe K, Kitamura K
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional connectivity between the neocortex and the cerebellum.2019

    • 著者名/発表者名
      Kitamura K
    • 学会等名
      IBRO2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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