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2014 年度 実績報告書

大脳皮質抑制性神経回路の秩序構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25890023
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

酒井 誠一郎  独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (40709747)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
キーワード大脳新皮質 / ニューロン / 組織染色 / 電気生理
研究実績の概要

大脳新皮質5層から他の脳領域に投射する皮質下投射ニューロンは縦一列に並んでマイクロカラムを構成しており、マイクロカラムが皮質の機能単位として働いている可能性がある。しかし、大脳新皮質5層に存在するその他のニューロンにも規則的な配列構造が存在するのかは不明であった。本研究課題では、マイクロカラムの構造に対応した規則的な抑制性神経回路が存在するのか解明することを主な目的とした。
蛍光ニューロントレーサーや遺伝子組換えマウスを用いて大脳新皮質5層に存在する興奮性・抑制性ニューロンを細胞タイプ選択的に蛍光標識をし、組織透明化法を用いて大脳新皮質標本を透明化することで、大脳新皮質の広い範囲を二光子顕微鏡観察した。細胞タイプごとの3次元配置を解析した結果、大脳新皮質5層マイクロカラムは特定種類のニューロンのみによって構築されており、マイクロカラム構成ニューロン以外の細胞タイプはカラム配列から排除された細胞配置をとっていることを発見した。また、マイクロカラムは大脳新皮質の広範囲に普遍的に存在し、大脳新皮質5層平面上に周期的に配列していることも明らかになった。大脳新皮質急性スライス標本を作製し、スライスパッチクランプ法によって抑制性ニューロンと皮質下投射ニューロンのシナプス結合の規則性を解析することで、抑制性シナプス結合の規則性を見いだした。細胞配置の3次元解析の結果とシナプス結合規則から、大脳新皮質にはマイクロカラムと関連した規則的な抑制性神経回路が存在する可能性が考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] 大脳新皮質5層マイクロカラムの3次元構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 誠一郎, 細谷 俊彦
    • 学会等名
      新学術領域研究「メゾスコピック神経回路から探る脳の情報処理基盤」平成26年度第1回領域会議
    • 発表場所
      熱海
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-09-30
  • [学会発表] 大脳新皮質5層における規則的な細胞配置の3次元解析2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 誠一郎, 細谷 俊彦
    • 学会等名
      第37回 日本神経科学学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [学会発表] 透明化脳標本の細胞配置3次元解析2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 誠一郎, 細谷 俊彦
    • 学会等名
      第6回 光操作研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-08-21 – 2014-08-22

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公開日: 2016-06-01  

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