2 光子活動イメージング法を用いた逆転学習を制御する回路メカニズムの解明

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前頭前皮質は、感覚情報に基づく行動の意思決定や認知的制御に関わっているが、それらを制御する回路ロジックについては未だ不明な点が多い。この問題を解決するためには、従来の電気生理学的手法のみでは困難なため、新たな視点からのアプローチが必要である。本研究計画では、所属する研究室で開発された新規カルシウムセンサーを用いて、多色カルシウムイメージング法の開発および逆転学習を制御する回路ロジックを明らかにすることを目指す。平成28年度は、異なる細胞種を同時にイメージングをおこなう方法を確立した。具体的には、異なる色のカルシウムセンサーを興奮性ニューロンと抑制性ニューロン、あるいは興奮性ニューロンとアストロサイトにそれぞれアデノ随伴ウイルスを用いて遺伝子導入し、同時多色カルシウムイメージングに成功した。また、ひとつの2光子励起光で異なる色のカルシウムセンサーを同時に効率良く励起可能なカルシウムセンサーと励起波長の組み合わせについて、培養細胞を用いて条件検討をおこなった。現在、生体イメージングへの適応に向けての条件検討をおこなっている。頭部固定下でおこなう前頭前皮質の機能を評価する行動課題についても着手しており、今後は行動課題とイメージングを同時におこなう実験系を確立することを目標としている。多色カルシウムイメージングのデータと行動解析の結果より、逆転学習を制御する前頭前皮質の回路メカニズムの解明を目指す。