神経修飾物質による行動文脈依存的な視知覚修飾の局所回路から全脳レベルでの機序解明

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本研究の目的は、神経修飾物質が神経活動および視知覚に与える影響とその神経機序について、行動レベルから、領野・回路・神経細胞レベルにわたって統合的に明らかにすることである。視知覚に対する神経修飾物質の修飾作用については研究されてきているものの、その対象は一次視覚野をはじめ一部の領域に限られ、皮質全体におよぶ広範囲の領野や領野間での研究はほとんどなされていない。そこで、各神経修飾物質に対応した蛍光センサータンパク質を導入し、広域Ca2+イメージング法による皮質全体の神経活動解析、およびG欠損狂犬病ウイルストレーシング法と二光子Ca2+イメージングによる回路特異的な神経活動解析と組み合わせることにより、神経修飾物質による神経修飾作用とその視知覚への影響を、多層的なレベルにわたって検討を行う。当該年度においては、前年度に機能することが確認できたアセチルコリンセンサータンパク質を元に、全脳に発現させるためのウイルスベクターの改良を行った。その後、視覚刺激検出課題中のマウスから、発現させたアセチルコリンセンサーを用いてアセチルコリン動態のイメージングを行った。その結果、皮質領域ごとに異なる蛍光強度変化が観察され、またその蛍光強度変化が学習に伴って変化していくことが確認できた。さらに、アセチルコリン動態と同時に神経活動を記録するための多色イメージングシステムの構築も進めており、次年度はアセチルコリン動態と神経活動の関係についても検討を行い、神経修飾作用とその視知覚への影響を明らかにすることを目指す。