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Technical development of neural activity measurement of specific input-pathways from multiple brain regions and its application to sleeping-state hippocampal activities

多个脑区特定输入通路的神经活动测量技术进展及其在睡眠状态海马活动中的应用

基本信息

批准号：
22KJ1454
负责人：
長内尚之
金额：
$ 3.08万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

海馬CA1にシリコンプローブと光ファイバーをインプラントし、記録した局所電場電位に対して独立成分分析を用いて複数の信号源を分離した。さらに、分離した信号源において特定回路の光刺激に対する誘発応答を調べ、入力回路由来活動を同定した。光刺激アーティファクトと神経誘発活動は光刺激に対する応答の動態が異なっており、短パルス波形と指数減少関数の畳み込みを用いてアーティファクト波形モデルを作製し、モデル波形をカーブフィットして元の波形から差し引くことで神経誘発応答波形を得た。誘発応答が見られたコンポーネントから海馬CA3と嗅内皮質細胞由来活動を再構成し比較したところ、海馬CA1錐体細胞層においてリップル活動の大きさに差が見られた。さらに、嗅内皮質3層細胞と嗅内皮質2層島細胞由来活動を比較したところ、シータリズムの大きさや、海馬CA1におけるLFPとのシータ-ガンマカップリングの強さに差がある傾向を見出した。よって、本研究で開発した技術は異なる脳領域からの入力活動動態の違いを示せることを確認した。さらに、海馬歯状回において外側嗅内皮質と内側嗅内皮質からの入力を分離した。分離した入力は、オブジェクト認識記憶と空間作業記憶のタスク中で異なる傾向にあった。上記の進展に加えて、局所電場電位記録に対し独立成分分析を用いることで解析的に筋電位情報を抽出できることを示した。この技術は直接的な筋電位測定をしなくても筋電位情報の取得を可能にし、筋電位を利用した動物の動きや睡眠の長期的・安定的な行動解析を可能にする。

Hippocampus CA1 light source separation In addition, the signal source is separated from the light stimulus of the specific circuit, and the induction response is modulated. Photostimulation: Neuro-induced activity: The response to photostimulation is dynamic, variable, short waveform, exponential decrease in response to photostimulation, and the response waveform is obtained by controlling the response to photostimulation. In the hippocampus CA3 and the inner olfactory cortex, there is a large difference in the activity of the pyramidal cells. In addition, there was a tendency to compare the origin activity of the cells in layer 3 of the olfactory cortex with that of the cells in layer 2 of the olfactory cortex, and to compare the origin activity of the cells in layer 3 of the olfactory cortex with that of the cells in layer 2 of the olfactory cortex. This study is aimed at identifying the dynamics of the development of technologies in different fields. In the middle of the hippocampus, the lateral and medial olfactory cortices are separated from each other. Dissociation into the force, the cognitive memory and the spatial task memory. In addition to the above progress, the electric field potential of the bureau is recorded, and the independent component analysis is used. This technique makes it possible to measure muscle potential directly, obtain muscle potential information, utilize muscle potential, and analyze the behavior of animals during sleep.