ショウジョウバエ脳における睡眠状態依存的感覚情報処理とメカニズムの解明

阐明果蝇大脑中睡眠状态依赖性感觉信息处理和机制

基本信息

  • 批准号:
    19F19718
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 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:
    2019-07-24 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have made efforts toward building a set up in which olfactory circuits can be imaged under the microscope while simultaneously monitoring the fly’s behavior and detecting when it is asleep. We have also engineered a fly strain in which we can simultaneously induce sleep and monitor neural activity. The behavior of these flies was examined and it was found that upon exposure to 617nm red-light, the flies become quiescent, and when the light is switched off they become active again. These experiments confirm that this optogenetic tool can be used as a ‘sleep switch’ to transiently induce sleep by activating specific neurons in the fly brain. We then examined the activity of these neurons using calcium imaging, and confirmed that neural activity is increased during red light exposure. In parallel to testing sleep, we have also begun to record brain responses to different odors, allowing us to optimize our imaging settings for future sleep and sleep deprivation experiments.We expect our study will provide fundamental insights into how sleep affects sensory processing. Since a number of studies have shown that sleep in the fruit fly, Drosophila, shares many similarities with sleep in humans and other animals, any of the neural mechanisms and functions of sleep that we uncover here will likely be conserved in other animals.
我们一直在努力建立一种装置,在这种装置中,嗅觉回路可以在显微镜下成像,同时监测苍蝇的行为并检测它何时睡着。我们还设计了一种苍蝇品系,在这种品系中,我们可以同时诱导睡眠和监测神经活动。对这些果蝇的行为进行了检查,发现在617 nm红光照射下,果蝇变得静止,当光线关闭时,它们又变得活跃起来。这些实验证实,这种光遗传工具可以被用来作为“睡眠开关”,通过激活苍蝇大脑中的特定神经元来短暂地诱导睡眠。然后,我们使用钙成像技术检查了这些神经元的活动,并证实在红光暴露期间神经活动增加。在测试睡眠的同时,我们还开始记录大脑对不同气味的反应,使我们能够为未来的睡眠和睡眠剥夺实验优化我们的成像设置。我们希望我们的研究将为睡眠如何影响感觉处理提供基本的见解。由于许多研究表明果蝇的睡眠与人类和其他动物的睡眠有许多相似之处,我们在这里发现的睡眠的任何神经机制和功能都可能在其他动物身上保留下来。

项目成果

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風間 北斗其他文献

Divergent connectivity of command-like neurons mediates segment-specific touch responses in Drosophila larvae
命令样神经元的发散连接介导果蝇幼虫的节段特异性触摸反应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高木 優;Benjamin Cocanougher;二木 佐和子;宮本 道人;高坂 洋史;風間 北斗;Richard Fetter;James Truman;Marta Zlatic;Albert Cardona;能瀬 聡直
  • 通讯作者:
    能瀬 聡直

風間 北斗的其他文献

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先天的と後天的な嗅覚情報の統合を支える脳内情報処理とメカニズム
支持先天和后天嗅觉信息整合的大脑信息处理和机制
  • 批准号:
    23KF0090
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
睡眠と覚醒状態における匂いの脳内表現の差異とそのメカニズムの解明
阐明睡眠和清醒时大脑对气味的表征差异及其机制
  • 批准号:
    21H04789
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
匂いと味の多感覚統合を支える神経回路の解析
支持嗅觉和味觉多感官整合的神经回路分析
  • 批准号:
    15F15384
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
シナプス形成初期過程の分子機構の解明
阐明突触形成早期过程的分子机制
  • 批准号:
    03J11889
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似国自然基金

嗅觉信号转导及功能障碍的研究
  • 批准号:
    30672303
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    28.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

NSF Convergence Accelerator track L: Translating insect olfaction principles into practical and robust chemical sensing platforms
NSF 融合加速器轨道 L:将昆虫嗅觉原理转化为实用且强大的化学传感平台
  • 批准号:
    2344284
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Evolutionary study of primate olfaction, taste and color-vision sensor genes by targeted capture and cell-culture-based functional assay
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  • 批准号:
    23H02561
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
The role of Tex15 in shaping stochastic olfactory receptor gene choice.
Tex15 在塑造随机嗅觉受体基因选择中的作用。
  • 批准号:
    10826734
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
Towards Universal Chemosensory Testing
迈向通用化学感应测试
  • 批准号:
    10683613
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
Electrophysiological study of the olfactory system in preclinical Alzheimer's disease
阿尔茨海默病临床前嗅觉系统的电生理学研究
  • 批准号:
    475764
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Studentship Programs
Elucidating the mechanisms underlying state dependent sensory processing
阐明状态依赖的感觉处理的机制
  • 批准号:
    22K06490
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Astrocyte transcriptional responses to neuronal activity in the olfactory bulb
星形胶质细胞对嗅球神经元活动的转录反应
  • 批准号:
    10448625
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
Chemical ecology of ticks: olfaction, behaviour, chemistry and control
蜱的化学生态学:嗅觉、行为、化学和控制
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04126
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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研究嗅觉时间编码的皮层读数
  • 批准号:
    10464988
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
The involvement of different brain regions in odor processing
不同的大脑区域参与气味处理
  • 批准号:
    470097
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.47万
  • 项目类别:
    Operating Grants
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