2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H04266
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古田 貴寛 京都大学, 医学研究科, 准教授 (60314184)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 琢真 滋賀大学, データサイエンス教育研究センター, 准教授 (40526224)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アクティブタッチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は三つのテーマから成り立っているので、それぞれのテーマについて研究実績を説明する。
＜テーマ１：ヒゲ運動の解析と運動皮質ニューロン活動および軸索投射パターン＞ ヒゲの動きを記録し、同時に運動皮質第5層の神経活動記録行った。ヒゲ運動の振幅パラメーターと発火頻度の相関を調べたところ、運動野第５層のニューロンには振幅が大きいときに好んで発火するタイプと振幅が小さいときに好んで発火するタイプが多く存在することがわかった。それらのニューロンの形態を可視化し、その軸索投射パターンと活動特性との間にある関連を調べている。
＜テーマ２：ヒゲ毛包内における機械受容器の反応特性と解剖学的構築＞ ヒゲに加わる触覚情報を中枢神経系に伝える眼窩下神経において、ガラス電極による軸索内記録を実施し、ヒゲを人工的に押す試験によって反応特性を調べた。その後、記録した軸索に標識物質を注入することにより、末梢受容器における神経終末の形態を可視化し解析した。形態学的分類における4つの終末タイプについて研究した。活動の時系列変化を調べると、刺激期間に活動が持続するタイプとすぐに活動が消失するタイプがあり、その特性と形態学的分類との間に相関があった。また、円筒状の構築を持つ毛包構造において、一つ一つの終末が存在する場所と反応の方向選択性に関係があることがわかった。
＜テーマ３：視床ニューロンの周期的活動を修飾する下降性回路＞ 覚醒ラットにおいて触覚刺激に対する視床ニューロンの反応を調べた。感覚皮質を破壊することにより、皮質から視床への影響を除去した状態では、視床ニューロンの活動が亢進しているように見えた。しかし、バースト活動が増えていることから、むしろ膜電位は下がっていると推測された。皮質6層では皮質から視床に投射するニューロンが触覚刺激に早い潜時で反応することがわかった。
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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
＜テーマ１：ヒゲ運動の解析と運動皮質ニューロン活動および軸索投射パターン＞ 覚醒動物においてヒゲの運動をリアルタイムで解析すると同時に神経活動を記録することに成功した。記録を行ったニューロンに対し、プラスミドを注入し、形態を可視化することに成功した。
＜テーマ２：ヒゲ毛包内における機械受容器の反応特性と解剖学的構築＞ ここまでの実験結果を説明する理論モデルを構築し、シミュレーションに成功した。このモデルによって毛包受容器において機械刺激が神経活動に変換される仕組みの一端が明らかになった。これらの内容をまとめた論文を現在投稿中である。
＜テーマ３：視床ニューロンの周期的活動を修飾する下降性回路＞ ここまでの結果は皮質から視床までの下降性投射が視床中継ニューロンの情報処理に大きな就職を行っていることを示している。これらのデータを論文にまとめ、現在投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
＜テーマ１：ヒゲ運動の解析と運動皮質ニューロン活動および軸索投射パターン＞ 覚醒動物における運動皮質５層ニューロンの活動特性と軸索投射パターンの関係を単一ニューロンレベルで明らかにし、それを論文にまとめる予定である。2017年度前半に論文投稿予定である。
＜テーマ２：ヒゲ毛包内における機械受容器の反応特性と解剖学的構築＞ 末梢神経終末の形態学的タイプと反応活動の周波数特性との関係を調べる。また、顔面神経の電気刺激による人工的なヒゲ運動を起こした時の反応特性を調べる。
＜テーマ３：視床ニューロンの周期的活動を修飾する下降性回路＞ 感覚野の６層ニューロン、特に視床に投射するニューロンの活動に影響を与える神経回路の構造と活動について調べる。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Inhibition, Not Excitation, Drives Rhythmic Whisking.2016
Author(s)
Deschenes M, Takatoh J, Kurnikova A, Moore JD, Demers M, Elbaz M, Furuta T, Wang F, Kleinfeld D
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Journal Title
Neuron
Volume: 90
Pages: 374-387
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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