知覚を成立させる皮質広域神経活動に果たすハブニューロンの役割の探索

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本研究の目的は、広視野2光子顕微鏡を用いて知覚課題中のマウスの広視野カルシウムイメージングを行い、多数の神経細胞との活動の相関が高い細胞（ハブニューロン）を解析的に抽出し、大脳皮質広域におけるハブニューロンの分布と知覚に果たす寄与を明らかにすることである。そのために広視野イメージング中の単一神経細胞の光遺伝学的活動操作手法を確立させ、知覚課題中にハブニューロンの活動を直接操作し、知覚への寄与を調査する。特に、ハブニューロンの活動の増強と知覚の亢進・活動の抑制と知覚の減衰との関係を調査する。初年度はまず実験系の立ち上げを行った。知覚課題のためのマウスのトレーニング方法の確立・広視野顕微鏡下への課題のセットアップ（配線等）の立ち上げ・記録系（後肢刺激やCue、Lickなどの課題中の各タイミングや撮像フレームのタイミング等の記録）の立ち上げを行った。それによって実際に複数のマウスを使って知覚課題中の広視野イメージングを行った。解析手法についても立ち上げる必要があるため、様々な方法を模索した。今年度わかったことは下記の通りである。まず、課題中の各トライアルにおける結果は4種類（Hit, Miss, FA, CR）あるが、トライアル種毎に細胞全体の活動の傾向が異なっていた。特にHitとFAにおいて後肢刺激以降の遅延時間中の神経活動が抑制傾向にあった。後肢刺激前・刺激直後・遅延時間中の3つのepochにおいて、全細胞の活動状態の分布をとると、4トライアル種においてHitトライアルにおいてのみ遅延時間中の活動の分布の分散が大きくなった。このことは、Hitの遅延時間中（知覚から行動までの間）において神経細胞群の情報表現が多様になっていることを示唆する。各トライアル種で活動の傾向の違いが見られたため、今後はハブニューロンの活動操作によってその傾向がどのように変化するかを見ていく必要がある。