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小型霊長類マーモセットは、多種多様な発声をコミュニケーションの手段として用いるだけでなく、その発声を随意的に制御しうることが明らかになっている。しかし、マーモセットの発声の随意的制御を可能としている皮質神経回路はこれまでほとんど明らかになっていない。そこで、本研究では、マーモセットが随意的に発声している際に活動している運動・前運動皮質の神経細胞の同定を目指し、その技術基盤の開発を行った。
まず、光感受性カルシウムインジケーターGCaMPをアデノ随伴ウイルスベクターを用いてマーモセットの運動・前運動皮質に発現させ、広域２光子顕微鏡下で胴体保定・頭部固定下にて、運動課題実行時のin vivo カルシウムイメージングを行う系の確立を行った。これにより、広域の運動・前運動皮質に対し、単一細胞レベルで、神経細胞の活動をを同時計測することが可能となった。また、イメージング対象領域を特定する目的で、マーモセットの運動・前運動野の口腔顔面領域の詳細なマッピングを電気刺激を用いて行った。また、喉頭筋に対する領域のマッピングをより的確に行う目的で、喉頭筋に対する筋電図計測を行うための喉頭筋への電極装着技術の開発も行った。さらに、イメージング中により多くの発声を促す目的で、マーモセットの発声に対するオペラント条件付けを行うため、そのトレーニング方法を確率し、複数のマーモセットでオペラント発声課題を遂行することに成功した。以上により、マーモセットが随意的に発声している際の運動野・前運動野の口腔顔面領域、特に喉頭筋に制御に対応した神経活動計測を行うための技術的な基盤を構築することに成功した。
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