2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of cognitive and learning mechanism of cerebral cortex by multiscale optogenetics
| Project/Area Number |
19H05642
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
大木 研一 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50332622)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 鉄平 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (10725948)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
|
| Keywords | 視覚野 / イメージング / 光遺伝学 / 神経回路 / 情報処理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、マウスに新規図形のペア（図形Ａ、Ｂ）を提示し、図形Ａを提示しているときに舌を出すと水が貰え、図形Ｂを提示しているときは貰えないというタスクを学習させ、このタスクを学習しているときの視覚野の反応性の変化を継時的に観察したところ、報酬と結びついた図形に対する反応が変化しないのに対して、報酬と結びつかない図形に対する反応が低下していき、図形間の反応の差が拡大してくことが観察された。反応の差が拡大は、視覚野全体にみられるのではなく、その一部に限局して見られることがわかった。
本年度は、全脳の神経活動を計測しつつ脳の任意の場所を局所的に不活性化する方法を開発し、どの部位を不活性化したときに課題成績への影響が大きいかをマッピングし、課題成績への影響が大きい場所と、反応の差が拡大した領域が対応するかどうかを調べた。図形弁別課題を学習後のマウスについて、課題遂行に対して、どこの領野を不活性化したときに成績が最も大きく低下するかを検証した。V1の一部またはLM、ALの一部を抑制した際に、報酬刺激への行動応答（go応答）が大きく減少した。この領域は、前年度明らかにした報酬刺激と無報酬刺激の差が顕著な領域に対応していた。一方、無報酬刺激への行動抑制（nogo応答）は視覚野付近の光抑制では阻害されなかった。この結果から、視覚野の一部の神経活動のみが図形弁別時の行動の実行に使われていることが示唆された。さらに視覚野以外の領域に対する光抑制を行ったところ、二次運動野付近で無報酬刺激への行動抑制が阻害される傾向が見られた。これらの結果より、報酬刺激への行動応答と無報酬刺激への行動抑制は異なる脳領域・経路で制御されている可能性が示唆された
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(21 results)
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Age‐associated reduction of nuclear shape dynamics in excitatory neurons of the visual cortex.2023
Author(s)
Tanita Frey, Tomonari Murakami, Koichiro Maki, Takumi Kawaue, Naoki Tani, Ayaka Sugai, Naotaka Nakazawa, Keiichiro Ishiguro, Taiji Adachi, Mineko Kengaku, Kenichi Ohki, Yukiko Gotoh, Yusuke Kishi,
-
Journal Title
Aging Cell
Volume: 22(9)
Pages: 13925
DOI
Peer Reviewed
-
-
-
-
[Presentation] Cerebral Cortex and AI2023
Author(s)
Ohki K
Organizer
The 100th Anniversary Annual Meeting of The Physiological Society of Japan, AI technology pioneers a new era of medicine, physiology, and life sciences
Invited
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
