| 研究課題/領域番号 |
21K07256
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
志牟田 美佐 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70609172)
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| 研究分担者 |
石川 太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (50547916)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 小脳 / 大脳小脳連関 / オプトジェネティクス / 運動学習 / トレーニング / 睡眠 |
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| 研究実績の概要 |
運動学習の強化は、トレーニング中だけでなく、トレーニングの間の睡眠中においても脳内で何らかのプロセスが進行していると考えられている。本研究は、睡眠中に大脳皮質が感覚信号を再現(リプレイ)して小脳に伝達することで、小脳はいわばバーチャルな感覚信号によって記憶の強化を進めるという仮説(リプレイ仮説)を検証することにある。方法としては、オプトジェネティクスと行動実験を組み合わせたマウスのin vivo慢性実験系を用いて、小脳運動学習の成立における大脳小脳連関回路の意義を明らかにする。今年度は、前年度に引き続き、小脳皮質のプルキンエ細胞の活動の記録を行なった。この際、前年度から用いている光遺伝学的刺激に対する応答性に基づいて細胞を同定する方法を用いて、単一ユニット記録した。これにより、複雑スパイクの自発発火の有無によらず、プルキンエ細胞を同定して、単純スパイクと複雑スパイク計測することが可能になった。また、自然な睡眠と覚醒の状態が得られる自由行動下のマウスを用いた実験では、多電極記録により大脳と小脳から同時に電場電位の記録を行行い、長時間の自由行動中のマウスの覚醒・睡眠状態を、脳活動と筋電図記録から判別し、覚醒時と睡眠中の脳活動状態で、周波数帯域ごとの電場電位の変動とそれらの部位間での相関を計測する解析を行い、そのデータを蓄積した。この解析では、マウスの行動を記録した動画データの深層学習画像処理も取り入れて、行動と脳活動の関連も解析した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
自由行動マウスからの電気生理学的記録と行動解析を組み合わせたデータ取得と解析を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は瞬目反射条件付け等の運動学習課題を行っているマウスからの脳活動の記録を行い、学習による脳活動の変化を抽出する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
遠隔操作用の光照射装置を購入する計画であったが、現有の据え置き型の光照射装置を用いたデータの取得を優先しているため、遠隔操作用の光照射装置の購入は次年度に延期した。
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