2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H02350
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松崎 政紀 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ２光子イメージング / 運動学習 / 運動野 / 小脳 / 大脳基底核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳動物における運動学習の回路動作原理を解明することを目的とし、一次運動内、そこに入力する信号と出力される信号を系統的に調べその関連と運動学習における役割を明らかにしようとしている。今年度は、高速３次元２光子カルシウムイメージング法を前肢レバー運動課題を実行するマウスの視床皮質軸索に対して適用して実験を行うとともに、微細構造であるシナプス同定法や、一次運動野内局所回路における運動学習安定性の計測法、高次運動野も含めた広域細胞活動計測法の開発を行った。運動学習に関連するさまざまな領域が実際に必要であるかをその領域の破壊実験や不活性化実験を行い、破壊部位などを解剖学的に確認したうえで検証した。さらにこれらの領域の中でも線条体や小脳が視床皮質軸索の活動にどのように影響を与えるのかを定量した。ラットと同様に、マウスの線条体と小脳が最終的に視床の異なった領域に投射し、運動野の異なる層に入力することをトレーサーを用いた実験によって確認した。視床から運動野の錐体細胞の樹状突起へのシナプス投射部位を、視床とM1に異なったマーカータンパク質を発現させることで可視化できるようにした。長期にわたる２光子カルシウムイメージング技術を確立することでM1内での運動記憶回路が長期的にどのように安定しているかについて、特に層ごとの特性に注目して明らかにしつつある。また二次運動野も含めた広範囲の視床皮質軸索の活動をイメージングすることも可能とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
運動学習に関連する細胞活動を定量化しただけでなく、その活動や運動学習効率が他の領域の活動とどのように関連しているのかを十分な実験データ数を用いて定量化し、統計学的な有意なレベルで学習関連活動変化を見出すことができたため。また視床皮質からのM1細胞樹状突起におけるシナプスを可視化可能となり、M1運動記憶回路の長期安定性についても新しい知見が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、運動学習に伴うシナプスレベルの変化、および運動学習によって形成されたM1運動記憶回路の長期安定性とその維持機構について、またより広範な前頭皮質全体での細胞活動変化について明らかにしていく予定である。
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Research Products
(2 results)
