環境に応じた運動を実現する霊長類の脳領域間ネットワーク連関の光計測と制御

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平坦な道を歩いている時とゆるやかな坂道を上っている時、私たちは同じ様に足を踏み出し、歩き続けることができる。常に変化し続ける環境の中で同じ様に運動するためには、環境の情報や運動の結果をもとに次の動作を修正し続ける必要がある。本研究ではこのような運動適応に必要であると考えられている脳領域間の情報フローを2光子イメージングと光遺伝学を用いて霊長類の大脳皮質で計測し、環境に応じた運動実行のための神経活動がどのように形成されているのかを明らかにする事を目的としている。２０２０年度はこの目的を達成するための基盤技術となる到達運動課題とカルシウムイメージングによる神経活動計測法の改良を進めた。特にカルシウムイメージングについてはこれまで進めてきた研究に引き続き、カルシウムセンサータンパク質の導入方法やタスク装置形状等、実験パラメータの最適化を進め、体動の影響を十分に小さくした状態で高クオリティ―のイメージングを実施する事が可能となった。また、予定していた2光子カルシウムイメージングによる神経細胞体活動の計測だけでなく、１光子カルシウムイメージングによって複数の大脳皮質領野の活動を同時に計測するための広域イメージング技術の開発に成功した。これらの技術を組み合わせる事によって脳領域～細胞レベルの空間分解能でマーモセット大脳皮質の神経活動を記録する事が可能となり、運動実行に関連する神経メカニズムの解明に貢献できると考えている。