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2019 年度 実績報告書

マウス・マーモセット視覚野での動きの視覚情報が統合される情報処理メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K21207
配分区分基金
研究機関東京大学

研究代表者

村上 知成  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50827087)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2020-03-31
キーワードマウス / マーモセット / 背側視覚野 / 運動パターン情報処理 / シナプス入力イメージング
研究実績の概要

物体の“動き”に関する視覚情報は、大脳皮質の背側に位置する多数の視覚領野からなる階層的な神経経路によって処理される。低次視覚野の細胞は単純な動きの情報(線分の動く方向)を処理し、背側経路に属する高次領野の細胞は複数の線分の動きを統合し、大局的な運動パターンを処理する。しかし、低次領野から高次領野の細胞にどのような情報が入力し、統合されるかという詳細なメカニズムはまだ分かっていない。本研究では、マウス・マーモセット視覚野と広域・二光子Ca2+イメージングを組み合わせて、背側視覚野の細胞へのシナプス入力を解析し、局所的な運動情報が大局的な運動パターンへ統合される情報処理メカニズムを解明する。
最終年度はマーモセットMT野のpattern selective cellにどのような入力が入っているか網羅的に検証するために、まず①MT野で縞模様・格子状刺激以外の運動情報を含む視覚刺激への応答特性を調べ、②同時にマウスでGCaMP6sを少数の神経細胞に発現させる条件検討を行った。その結果、マーモセットMT野においては縞模様刺激だけでなく、一定方向に動くランダムに配置された点刺激においても各細胞が選択的に反応することが観察された。現在MT野の神経細胞が投射を送っているMST野においてこの情報がどのように処理されているかを解析している。また、GCaMP6sの遺伝子をコードするアデノ随伴ウイルスをマウスの脳に注入するが、その濃度をコントロールすることにより少数の神経細胞にのみGCaMP6sを発現させ、その神経細胞から伸びる樹状突起の活動を観察することが可能となった。今後はマーモセットにおいてもこの実験系が応用できるようにしていく。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cell-Type-Specific Thalamocortical Inputs Constrain Direction Map Formation in Visual Cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Megumi、Matsui Teppei、Murakami Tomonari、Hagihara Kenta M.、Ohki Kenichi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 26 ページ: 1082~1088.e3

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.01.008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Functional calcium imaging in marmoset cortical area MT/MST2020

    • 著者名/発表者名
      橋本昂之、松井鉄平、上村允人、村上知成、菊田浩平、加藤利樹、大木研一
    • 学会等名
      第9回 日本マーモセット研究会大会
  • [学会発表] Development and Application of Multi-Scale Ca2+ Imaging in the Primate Visual Cortical Network2020

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsui, Takayuki Hashimoto, Masato Uemura, Tomonari Murakami, Kohei Kikuta, Toshiki Kato, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      The 8th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer
    • 招待講演
  • [学会発表] Independent development of lower- and higher-order visual networks2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonari Murakami, Teppei Matsui, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] Structured spontaneous activity in the marmoset visual cortex studied with in vivo calcium imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsui, Takayuki Hashimoto, Masato Uemura, Tomonari Murakami, Kohei Kikuta, Toshiki Kato, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] Top-down modulation from the frontal cortex enhances the visual response of higher visual areas.2019

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Kasahara, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] Higher visual areas receive functionally specific inputs from the primary visual area soon after eye opening2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Kato, Masato Uemura, Tomonari Murakami, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] In vivo wide-field Ca2+ imaging of the cortical spontaneous activity in the Cdkl5 knockout mice2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Nomura, Tomonari Murakami, Kumiko Saitou, Kenichi Ohki, Teruyuki Tanaka
    • 学会等名
      CDKL5 Workshop in Asia
  • [学会発表] Spatiotemporal structure of spontaneous activity in the primate visual cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsui, Takayuki Hashimoto, Masato Uemura, Tomonari Murakami, Kohei Kikuta, Toshiki Kato, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      神経ダイナミクスミニワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] In vivo wide-field Ca2+ imaging of the cortical spontaneous activity in the Cdkl5 knock-out mice2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Nomura, Tomonari Murakami, Kumiko Saitou, Kenichi Ohki, Teruyuki Tanaka
    • 学会等名
      CDKL5 Forum in Boston
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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