視覚情報処理ネットワークの広範な活性化を駆動するハブ神経回路の解析

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第一に、前視蓋クラスターに存在する神経細胞がオプティックフロー依存的な行動を引き起こすハブとして働くかどうかを明らかにするために、前視蓋クラスターを標識する新規Gal4系統を用いて光遺伝学的に局所的に活性化させる実験系の構築を行なった。長波長シフトした光遺伝学アクチュエータであるChrimsonやChRmineを活性化する目的で光源を選定した上で、Digital Micromirror Device (DMD)システムを導入した。予備実験として、Chrimsonを運動神経で発現するゼブラフィッシュ仔魚（vachta:Gal4, UAS:Chrimson）を用いて動眼神経核を光刺激したところ、眼球運動が観察されたことから、この系を用いて神経活動活性化を引き起こすことができることが確認できた。第二に、前視蓋クラスター神経細胞が、脳内においてどのような神経配線を展開することでオプティックフロー情報処理のハブとして機能しているかを明らかにするために、前視蓋クラスターGal4系統で標識される細胞の神経投射パターンの解析を行なった。具体的には、前視蓋クラスターの単一神経細胞を赤色蛍光タンパク質で可視化し、その神経投射パターンを解析すると同時に、共発現させたGCaMPによってオプティックフロー刺激に対する反応性を解析した。これまでに異なるオプティックフロー反応性を示す細胞はそれぞれ異なる神経投射を持つことが分かった。さらに、異なる個体から得られた神経投射パターンを同一座標上で比較するために、画像レジストレーション技術ANTsを確立した。