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2015 年度 実績報告書

精神病態脳における大規模2光子解析法の開発

公募研究

研究領域マイクロエンドフェノタイプによる精神病態学の創出
研究課題/領域番号 15H01282
研究機関山梨大学

研究代表者

喜多村 和郎  山梨大学, 総合研究部, 教授 (60423159)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード2光子イメージング / シナプス
研究実績の概要

1.精神病態脳における神経回路・シナプス活動の大規模解析法の開発:
高速3次元で神経細胞およびシナプスの活動を捉えることのできる2光子イメージング法を確立した。128X128ピクセルの解像度で100Hzの速度で2次元走査できる共振ミラー型2光子イメージングとピエゾスキャナを用いた高速焦点走査により、500 (x) X500 (y) X150 (z) マイクロメートルの体積をz方向に10平面、8Hzの速度で観察できる2光子顕微鏡システムを構築した。また、構築した顕微鏡を用いて覚醒行動中のマウス大脳および小脳における神経活動およびシナプス活動を観察できることを確認した。さらに、覚醒動物におけるイメージングで問題となる揺れ補正について、連続画像の2次元相関を用いて補正する方法を確立するとともに、ピクセル輝度値の相関を計算することによる関心領域(ROI)の自動抽出法を実現した。
2.精神病態脳における複数脳領域の同時イメージング技術の開発:
精神病態モデルマウスの脳領野間連関を解析することを目的とした、複数脳領域の同時イメージングおよび2光子イメージング-光刺激顕微鏡を開発する。今年度は複数顕微鏡による2光子イメージングー光刺激顕微鏡を行った。通常の2光子顕微鏡に近接してレーザー走査型の光刺激顕微鏡を構築し、大脳を光刺激しながら同時に小脳の2光子カルシウムイメージングまたは小脳光刺激ー大脳2光子イメージングが可能なことを確認した。

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

当初予定していた顕微鏡の開発は順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後、3次元イメージングのさらなる高速化に取り組むとともに、複数脳領域同時イメージング顕微鏡を完成させることを目指す。さらに、これらの顕微鏡を用いた精神病態モデルマウスの解析に着手する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Functional organization of cerebellar modules during skilled behavior2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Kitamura
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Optogenetic mapping of cerebra-cerebellar communication loop in mice2016

    • 著者名/発表者名
      Myeong Jeong Choo, Riichiro Hira, Masanori Matsuzaki, Masanobu Kano, Kazuo Kitamura
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Differential learning-related changes in climbing fiber inputs to cerebellar stripes2016

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Tsutsumi, Naoki Hidaka, Yoshikazu Isomura, Masanori Matsuzaki, Kenji Sakimura, Masanobu Kano, Kazuo Kitamura
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [学会発表] Rational design of ultrafast, high-affinity red calcium indicator for monitoring neuronal activity2015

    • 著者名/発表者名
      M. INOUE, A. TAKEUCHI, S.-I. HORIGANE, H. FUJII, S. KAMIJO, S. TAKEMOTO-KIMURA, M. OHKURA, K. GENGYO-ANDO, M. KANO, J. NAKAI, K. KITAMURA, H. BITO
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      McCormick Place Convention Center (Chicago, USA)
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] In vivo光学イメージングと電気生理学の融合2015

    • 著者名/発表者名
      喜多村和郎
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of complex spikes in two-photon recording of Purkinje cell calcium responses by machine learning and ROC analysis of the performance2015

    • 著者名/発表者名
      Huu Thien Hoang, Shinichiro Tsutsumi, Miki Hashizume, Okito Yamashita, Isao T. Tokuda, Masa-Aki Sato, Mitsuo Kawato, Masanobu Kano, Kazuo Kitamura, Keisuke Toyama
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] Rational design of a novel high-affinity, ultrafast, red calcium indicator R-CaMP22015

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Inoue, Atsuya Takeuchi, Shin-Ichiro Horigane, Masamichi Ohkura, Keiko Gengyo-Ando, Hajime Fujii, Satoshi Kamijo, Sayaka Takemoto-Kimura, Masanobu Kano, Junichi Nakai, Kazuo Kitamura, Haruhiko Bito
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31

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公開日: 2017-01-06  

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