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多細胞同時記録と光遺伝学的制御を用いた，適応行動を制御する神経回路機構の解明

利用多细胞同时记录和光遗传学控制阐明控制适应性行为的神经回路机制

基本信息

批准号：
19J20733
负责人：
谷隅勇太
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Doshisha University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の成果として，適応的な行動状態の移り変わりを，脳がどのように表象するのかについての研究成果を取りまとめた．具体的には，以下２項目に取り組んだ．1) 適応行動を制御する嗅覚神経回路機構の解明Ⅰ：匂い刺激を用いた頭部固定行動課題系を用いて，嗅覚神経回路内で適応行動の実現に重要と考えられている，ventral tenia tecta（vTT）の電気生理記録を行った．その結果，個々のvTTニューロンは行動課題において，動物の移りゆく行動状態（匂い弁別時 → 報酬期待時 → 報酬獲得時）のそれぞれに特異的な応答を示すことを発見した．次に同じ課題系を用いて，この高次情報が内側前頭皮質からvTTへの入力によって供給されているかを因果的に証明するため，遺伝学的手法を組み合わせて研究を行い，この証拠となるデータを得た．さらに同じ神経回路の遺伝学的抑制が，適応行動の学習に影響を与えるデータも得た．2) 適応行動を制御する嗅覚神経回路機構の解明Ⅱ：これまで論文化してきた手法と同様にGo/No-Go課題を用いて，嗅覚神経回路内で適応行動の学習に重要と考えられる，anterior cortical amygdaloid nucleus（ACo）の電気生理記録データ収集につとめた．その結果，各領域で特異的な行動状態応答が見出されたため，未開拓であった嗅皮質内亜領域の電気生理学的特徴が世界で初めて検出されたとともに，新たな嗅覚回路の情報処理について明らかにした．そして，動物の行動シーン信号はvTT等を通じて高次領域から嗅皮質へと供給され，嗅皮質亜領域では，それらの入出力特性に依存した独自の情報処理が展開されるという「匂い機能地図」仮説を，博士研究の集大成として提案した．この仮説は，嗅覚回路上で最も謎の多い嗅皮質の新機能を提案するという意味で，嗅覚および感覚研究の未来に新たな洞察を与えるものである．

This year's achievements, suitable for the movement of the state of change, the appearance of the change in the state of research results. 1) The explanation of the mechanism of the olfactory circuit under the control of the appropriate action I: The application of the central stimulus in the head fixation action system, the important examination of the occurrence of the appropriate action in the olfactory circuit, the ventricular tenia tecta (vTT) and the electrophysiological recording. As a result, each animal's vTT response to the action task is reflected in the animal's movement behavior state (when it is determined → when it is expected to be paid → when it is obtained) and in the specific response. The second problem is to use the higher-order information to prove the cause and effect of the medial anterior cortex. 2) Explanation of the mechanism of olfactory neural circuit for adaptive control of action II: On culture, techniques, and Go/No-Go problems. An important study of adaptive control of action in olfactory neural circuit. As a result, specific motor states in each domain are found in the unexplored olfactory cortex, and the electrophysiological characteristics of the field are found in the world, and new olfactory circuits for information processing are found. The animal's action signal is transmitted to the high-order domain, such as the olfactory cortex, and the olfactory cortex is supplied to the high-order domain, and the input force characteristic is dependent on the independent information processing. This is the most enigmatic and novel function of olfactory cortex on olfactory circuit. It means that olfactory cortex and sensory research will provide new insights into the future.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Odor-evoked behavioral signal map in each olfactory cortex subarea: ventral tenia tecta, the nucleus of the lateral olfactory tract, and anterior cortical amygdaloid nucleus.

每个嗅觉皮层分区中气味诱发的行为信号图：腹侧顶盖、外侧嗅束核和前皮质杏仁核。

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tanisumi,Y.;Shiotani;K.;Osako;Y.;Ohnuki;T.;Takamiya;S.;Hirokawa;J.;Sakurai;Y. and Manabe;H.
通讯作者：
H.

Prefrontal to olfactory cortex ventral tenia tecta inputs share odor-evoked behavioral-state signals

前额叶到嗅觉皮层腹侧带顶输入共享气味诱发的行为状态信号

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiotani Kazuki;Tanisumi Yuta;Murata Koshi;Hirokawa Junya;Sakurai Yoshio;Manabe Hiroyuki;谷隅勇太，塩谷和基，大迫優真，大貫朋哉，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之
通讯作者：
谷隅勇太，塩谷和基，大迫優真，大貫朋哉，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之

Contribution of non-sensory neurons in visual cortical areas to visually guided decisions in the rat

DOI：
10.1016/j.cub.2021.03.099
发表时间：
2021-07-12
期刊：
CURRENT BIOLOGY
影响因子：
9.2
作者：
Osako, Yuma;Ohnuki, Tomoya;Hirokawa, Junya
通讯作者：
Hirokawa, Junya

Olfactory Cortex Neurons Encode Cue Odor and Predicted Behavioral State Signals

嗅觉皮层神经元编码提示气味和预测行为状态信号

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuta Tanisumi;Kazuki Shiotani;Yuma Osako;Tomoya Ohnuki;Shogo Takamiya;Junya Hirokawa;Yoshio Sakurai，Hiroyuki Manabe;谷隅勇太，塩谷和基，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之
通讯作者：
谷隅勇太，塩谷和基，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之

Distinct codes for odor and behavioral scene signals across olfactory cortex

嗅觉皮层的气味和行为场景信号的不同代码

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuta Tanisumi;Kazuki Shiotani;Yuma Osako;Tomoya Ohnuki;Shogo Takamiya;Junya Hirokawa;Yoshio Sakurai，Hiroyuki Manabe;谷隅勇太，塩谷和基，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之;谷隅勇太，塩谷和基，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之
通讯作者：
谷隅勇太，塩谷和基，廣川純也，櫻井芳雄，眞部寛之