マウス視覚野における投射特異的サブネットワークの構造および機能の解明

阐明小鼠视觉皮层投影特异性子网络的结构和功能

• 批准号: 20J14709
• 负责人: 正木 佑治
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14709/
• 关键词: サブネットワーク; 投射特異的; 狂犬病ウイルスベクター; 二光子イメージング; 多平面同時イメージング; 視覚; 局所神経回路; 回路モチーフ; 局所回路; 大脳皮質

大規模な神経回路は、基本的な演算処理構造である回路モチーフの組み合わせにより構成されている。個々の回路モチーフは興奮性神経細胞と抑制性神経細胞から構成されており、情報の統合、分配、選別、増強、減弱などを実行する。マウスの大脳皮質一次視覚野（V1）には、投射先特異的な独立したサブネットワークが空間的に重なり合って存在することが示唆されている。そして、様々なサブネットワークの組み合わせにより、並列階層的な情報処理を行う大規模な視覚神経回路が構成されていると考えられている。サブネットワークは神経回路の情報処理に重要な基盤であるにも関わらず、生体内における構造と機能の解析はほとんど進んでいない。そこで本研究では、単一神経細胞を起点とした狂犬病ウイルストレーシング法（単一神経細胞ネットワーク標識法）を用いて、特定の高次視覚野に投射する単一神経細胞と、その細胞へ入力するシナプス前細胞群からなる投射先特異的なサブネットワークの構造と情報処理機構を明らかにすることを目的とした。マウスの開頭手術前に内因性信号光学イメージングを行い、視覚野の領域構造を同定した後に、高次視覚野のposteromedial area（PM）にAAV2-retro-CAG-tagBFP-FLAG×3を微量注入しPM投射V1神経細胞を逆行性標識した。その蛍光標識した細胞に2光子顕微鏡下でpEF1a-TVA950をエレクトロポレーションにより導入し、EnvA-RVΔG-DsRedを微量注入し、PM投射V1単一神経細胞ネットワークを標識した。その結果、長距離投射神経細胞を組み込んだ投射先特異的な神経回路構造が観察された。投射先を限定した単一神経細胞ネットワークは、V1の多様性に富んだ単一神経細胞ネットワーク構造と比較してより均一であり、V1内に投射特異的な独自の回路モチーフが存在することが明らかとなった。

Large-scale neural circuits, basic algorithms, processing structures, circuits, components, etc. The circuit of excitatory and inhibitory neurons is composed of information integration, distribution, selection, enhancement and attenuation. The primary visual field (V1) of the large cortex is independent of the projection and the spatial integration. The information processing of large-scale visual system loop is composed of two layers: one layer and the other layer. In the information processing of the brain circuit, the structure and function of the organism are analyzed. In this study, we used the single neuron identification method to identify the origin of rabies, and to identify the specific high-order visual field in which the single neuron was projected, and the cell penetration force in which the pre-cell population was projected, and the specific structural information processing mechanism in which the rabies was projected. Before surgery, intrinsic signals were detected in the middle of the line, the structure of the visual field was determined, and the posterior medial area (PM) of the high-order visual field was determined. AAV2-retro-CAG-tagBFP-FLAG×3 was microinjected into the PM projection V1 neurons. PEF1a-TVA950 was microinjected into the cells and PM projected V1 cells. As a result, long-distance projection of neurons was observed. The diversity of V1 and V1 is rich in the structure of V1 and V1 is rich in the structure of V1 and V1.

项目成果

Temporally multiplexed dual-plane imaging of neural activity with four-dimensional precision

具有四维精度的神经活动的时间复用双平面成像

• DOI: 10.1016/j.neures.2021.02.001
• 发表时间: 2021
• 期刊: Neuroscience Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: Onda Masanari;Takeuchi Ryosuke F.;Isobe Keisuke;Suzuki Toshiaki;Masaki Yuji;Morimoto Nao;Osakada Fumitaka
• 通讯作者: Osakada Fumitaka

Monosynaptic rabies virus tracing from projection-targeted single neurons

• DOI: 10.1016/j.neures.2022.01.007
• 发表时间: 2022-04-21
• 期刊: NEUROSCIENCE RESEARCH
• 影响因子: 2.9
• 作者: Masaki，Yuji;Yamaguchi，Masahiro;Osakada，Fumitaka
• 通讯作者: Osakada，Fumitaka