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運動適応を生み出す大脳皮質一次運動野(Ｍ１)と小脳信号の回路動作原理を明らかにするために、本研究では、頭部固定マウスの運動適応課題を構築し、課題実行中においてＭ１での細胞体と軸索の３次元２光子カルシウムイメージング法を行えるようにすることを目的とした。まずは頭部固定マウスの前肢レバー運動課題において、レバーの重量をレバーにかかる磁場の強さを変化させることで２段階とし、異なる重さでの試行を１セッション内に変えることでＭ１細胞活動が変化するかを計測した。その結果、レバーの重さに応じて活動を変える細胞、重さに依存せず活動する細胞などを検出した。この方法ではレバーの運動方向軸のみの運動が変わるが、その時のレバー運動の違いを検出することが難しかったため、レバーの運動方向と垂直向きに擾乱を加えそれにどのようにマウスが適応するか検出できる装置の導入を行った。これにより、レバー運動の外的制御をアナログ的に行うことが可能となり、また本装置に頭部固定マウスが適応して成功率高くレバー運動を行えることを確認した。課題実行中の細胞活動計測では体動による画像の揺れが大きな問題となり特に軸索活動イメージングではその影響が大きい。そこで、高速３次元イメージングを行った後に揺れ補正を行えるようにした。この際、揺れ補正の評価をより定量的に行えるアルゴリズムを開発し、運動実行時の軸索活動の時系列データを効率よく抽出することを可能とした。
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