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大脳新皮質は、哺乳類のみに存在する大脳の表面を覆う領域で、多くの認知機能に関わる。６層構造からなる大脳新皮質は、各層の神経細胞が異なる入出力を持ち、学習・記憶が関与する認知課題をおこなう際には、様々な脳領域とネットワークを形成し、情報処理をおこなう。これまでの研究で、報酬をともなう運動学習の記憶過程における、げっ歯類のマウス大脳新皮質・運動野の神経基盤を、in vivo ２光子カルシウムイメージングで明らかにした。神経細胞が興奮する際には、細胞内のカルシウムイオン濃度が上昇するため、蛍光カルシウムセンサーを神経細胞に遺伝子発現させることによって、神経活動の可視化ができる。in vivo２光子カルシウムイメージングの特徴は、単一細胞レベルで多細胞の神経活動の計測、長期間・同一神経細胞の細胞体での神経活動の計測、樹状突起および軸索での神経活動の計測が可能な点である。本研究では、小型霊長類のコモンマーモセットを対象として、運動学習の神経基盤の解明を目指す。本年度は、霊長類マーモセットが運動学習課題を実行している際に取得した大脳新皮質・運動野での in vivo カルシウムイメージングのデータ、さらに大脳新皮質・運動野に光駆動性陽イオンチャネルChR2を、アデノ随伴ウイルスを用いて遺伝子導入し、光刺激することによって、手の運動誘発を生じさせた際のデータを解析し、運動学習の神経基盤を明らかにした。
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