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軸索末端シナプス特異的な視覚情報処理の発達メカニズム

轴突末端突触视觉信息处理的发育机制

基本信息

批准号：
20K23377
负责人：
米原圭祐
金额：
$ 35.61万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-03-12 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

視覚刺激の運動方向の検出は視覚機能の中でも最も重要な神経演算であり、餌や天敵の検知や自己運動の知覚などを可能にするため動物の生存にとって重要である。視覚刺激の運動方向に選択的に応答する方向選択性細胞は視覚情報処理の最初のステージである網膜で既に観察される。研究代表者は最近、網膜の方向選択性がこれまでの予想に反し、方向選択性細胞に興奮性入力を送る双極細胞の軸索末端シナプスで既に出現することを発見した。本提案ではこの軸索末端シナプスの方向選択性がいつどのように発達するのかを明らかにする研究を行なった。２０２１年１０月１日から情報・システム研究機構国立遺伝学研究所の教授として帰国し新たな研究室を立ち上げている。１年目の計画の通り、マウス網膜神経回路中の個々のシナプスの視覚刺激に対する活動を記録するための二光子イメージングシステムの構築を行なった。除振台、二光子顕微鏡とレーザーの設置が完了した。また、１年目の計画の通り、Type7ON型双極細胞のみを標識できるトランスジェニックマウスを新潟大学脳研究所との共同研究により作成し、遺伝研へマウスを搬入した。レポーターマウスとの交配を行い、組織学的解析を行なった結果、想定通りに網膜においてType7ON型双極細胞のみが標識されていることが示唆された。現在、２年目以降の計画の通り、標識細胞からの二光子イメージングなどの生理学的実験を行っているところである。この研究によって、神経回路による感覚特徴抽出の戦略とその基盤となる発達機構が明らかになり、複雑かつ精緻な哺乳類中枢神経回路の機能発達の基本原理の生理学に基づいた観点からの理解が進む。

The detection of the direction of movement of visual stimuli is the most important part of visual function, which is important for the survival of animals. Directional selection of response to visual stimuli is the first step in visual information processing. The researchers found that the axonal termination of bipolar cells was induced by the excitation of the proximal, retinal and directionally selective cells. This proposal is to study the directional selectivity of the end of the axle. October 1, 2021 Professor of the National Institute of Genetic Sciences, a research organization, established the National Institute of Genetic Sciences. A two-photon system is constructed for the purpose of recording the activity of visual stimuli in the brain circuit. In addition to the vibration stage, two-photon micro-mirror settings are complete. The first year of the project, the identification of Type7ON bipolar cells, was carried out by the Joint Research Institute of Niigata University. The results of histological analysis and identification of Type7ON bipolar cells were analyzed. Now, two years ago, the project of communication, identification of cells, two-photon emission, physiological implementation of the implementation of the "two photon emission" This study advances the understanding of the physiological basis for the functional development of mammalian central nervous circuits.

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

国立遺伝学研究所ホームページ　米原研究室・多階層感覚構造研究室

国立遗传学研究所主页米原实验室/多级感觉结构实验室

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Emerging computational motifs: Lessons from the retina

DOI：
10.1016/j.neures.2023.06.003
发表时间：
2023-09-27
期刊：
NEUROSCIENCE RESEARCH
影响因子：
2.9
作者：
Matsumoto，Akihiro;Yonehara，Keisuke
通讯作者：
Yonehara，Keisuke

Structure, development, and disease of direction-selective circuits in the mammalian retina

哺乳动物视网膜方向选择电路的结构、发育和疾病

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Srivastava Prerna;de Rosenroll Geoff;Matsumoto Akihiro;Michaels Tracy;Turple Zachary;Jain Varsha;Sethuramanujam Santhosh;Murphy-Baum Benjamin L;Yonehara Keisuke;Awatramani Gautam Bhagwan;米原圭祐
通讯作者：
米原圭祐

Yoneharalab.org

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Retinal direction selectivity specified by homeobox gene Vax2

同源盒基因 Vax2 指定的视网膜方向选择性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Srivastava Prerna;de Rosenroll Geoff;Matsumoto Akihiro;Michaels Tracy;Turple Zachary;Jain Varsha;Sethuramanujam Santhosh;Murphy-Baum Benjamin L;Yonehara Keisuke;Awatramani Gautam Bhagwan;米原圭祐;米原圭祐
通讯作者：
米原圭祐