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2021 年度 実績報告書

多領域細胞神経活動から抽出された広域ダイナミクスによる探索行動の基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03357
配分区分補助金
研究機関玉川大学

研究代表者

田中 康裕  玉川大学, 脳科学研究所, 准教授 (20533128)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワード探索行動 / 多領域多細胞 / ダイナミクス / 細胞外記録 / 仮想現実
研究実績の概要

動物の知性が様々な形で現れる探索行動を支える神経基盤を探ることを目的として、仮想現実環境下で探索行動を行うラットの多領域多細胞の神経活動を記録し、その背後にあるダイナミクスを抽出し、神経活動ダイナミクスと動物行動やその背景にある計算論的パラメーターとの関係性を明らかにしようとしている。研究実施計画に従い、本年度は、麻酔下・安静下での大脳皮質・視床・線条体など複数の脳領域での多細胞活動を記録して、これを解析した。細胞外記録はニューロピクセル電極とSpike GLXによって計測し、KilosortとPhyでユニットとして分離した。大脳皮質・視床・線条体のユニット記録に対して、昨年度までに開発したRNNモデルを当てはめている。また相互相関関数によって、大脳皮質ユニットと線条体ユニットの相互関係を解析した。仮想現実環境の構築も進めている。ラットを実際に仮想環境下で歩かせるためのハーネスの検討を行った。仮想環境のハードウェアはほぼ完成してきたので、探索行動を行わせるソフトウェアの開発に進んでいる。また、年度途中から行動中の動物での大脳皮質・線条体記録も開始した。さらに、実験に用いているLong-Evansラットについて、一般的に使われているWistarラットの脳アトラスから脳梁の形態に関して若干の乖離を見出したため、これについて複数の動物を用いてアトラスを作成して、形態の測定を行った。この結果として、ラット前脳アトラスを研究所紀要に発表した。

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

ニューロピクセル電極による行動下での多領域活動記録を開始したため。また、安静下での記録に関する解析を進めたため。

今後の研究の推進方策

仮想現実環境を利用し、実際に探索行動を行うラットの神経活動のダイナミクスの解析に着手する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] ラット前脳の脳定位アトラス2022

    • 著者名/発表者名
      杉本翔哉、石田順子、田中康裕
    • 雑誌名

      玉川大学脳科学研究所紀要

      巻: 15 ページ: 19-27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activity-dependent organization of prefrontal hub-networks for associative learning and signal transformation2021

    • 著者名/発表者名
      Agetsuma Masakazu、Sato Issei、Tanaka Yasuhiro R、Carrillo-Reid Luis、Kasai Atsushi、Arai Yoshiyuki、Yoshitomo Miki、Inagaki Takashi、Hashimoto Hitoshi、Nabekura Junichi、Nagai Takeharu
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2021.08.31.458461

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Local Connections of Pyramidal Neurons to Parvalbumin-Producing Interneurons in Motor-Associated Cortical Areas of Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto Eriko、Tanaka Yasuhiro R.、Hioki Hiroyuki、Goto Tetsuya、Kaneko Takeshi
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1523/eneuro.0567-20.2021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Iar: Long-Evans系統ラットの脳定位アトラスの作成2021

    • 著者名/発表者名
      杉本翔哉、石田順子、田中康裕
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] 光と数理による恐怖記憶における前頭前野情報処理機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      揚妻 正和、佐藤 一誠、田中 康裕、笠井 敦、新井 由之、吉友 美樹、橋本 均、鍋倉 淳一、永井 健治
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] 課題遂行中のサル第一次視覚野からの微小内視鏡カルシウムイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      小口 峰樹、ショウ嘉森、吉岡 敏秀、田中 康裕、井上 謙一、髙田 昌彦、菊水 健史、野元 謙作、坂上 雅道
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] 生体脳に神経回路を創出するための技術開発2021

    • 著者名/発表者名
      正水 芳人、蝦名 鉄平、田中 康裕、根岸 みどり、尾上 弘晃、竹内 昌治、松崎 政紀
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] ラットの大脳皮質細胞へのシナプス入力特性2021

    • 著者名/発表者名
      窪田 芳之、畑田 小百合、山口 登、モハメド アルサイド、田中 康裕、川口 泰雄
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] 前頭皮質5層錐体細胞の皮質間投射多様性2021

    • 著者名/発表者名
      任 翔フン、植田 禎史、大塚 岳、田中 康裕、川口 泰雄
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
  • [学会発表] 意思決定中の皮質-大脳基底核情報ダイナミクスの解明に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      杉本 翔哉、田中 康裕
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会

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公開日: 2022-12-28  

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