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標的神経回路選択的な活動動態の光計測法を用いた運動関連領野機能的構造の解析

使用目标神经回路选择性活动动态的光学测量分析运动相关区域的功能结构

基本信息

批准号：
17021007
负责人：
飯島敏夫
金额：
$ 4.61万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17021007/
关键词：
神経回路高次脳機能光計測ウイルスベクター

项目摘要

これまで膜電位感受性色素を用いた神経活動の超高速イメージング法によりサル大脳の運動関連領野の機能的構造の研究を行ってきた。しかし従来の光計測法では色素が観測部位のニューロンすべてを「非選択的」に染色してしまうため、計測されるシグナルは複雑な神経回路活動の「総和」を表すことになり、特定神経回路や神経素子の活動を単独で検出することが困難であった。この問題を解決するため我々は観測したい神経回路に含まれるニューロン集団だけの活動を選択的に検出できる分子プローブ技術の開発を目指した。さらにこの技術を運動関連領野の機能的構造解析に実用化できるよう、基盤技術の開発を行った。この技術をまずin vitro実験で確立することを目指した。狂犬病ウイルスベクターを作成し、培養神経細胞に遺伝子導入してFRETドナーであるGFP(Venus)を発現させた。FRETアクセプターとして合成したDisbac6(5)をもちいると従来の100倍も大きな膜電位感受性光シグナルを得ることに成功した。又、電位-光反応の時定数は5マイクロ秒ほどであり、膜電位変化に対して光シグナルの大きさ変化をプロットすると高い直線性を示したことから、膜電位感受性FRETシステムが完成したと判断された。次いで神経回路、および神経応答の実態が良く知られているラット海馬にウイルスベクターを注入し、急性脳スライス標本において神経活動をモニターした。その結果、神経活動を忠実に反映した光シグナルを得ることができた。現在、サルを対象とした実験基盤形成に取り組んでいる。研究を進める中でin vitro脳スライス実験では十分であるが、大脳皮質からのin vivo計測ではプローブタンパク発現量をさらに増やす必要があることが明らかになった。そこでウイルスベクターの遺伝子構造改変を行い、目的に近いプローブタンパク産生量が得られるようになった。

The study of ultra-high-speed mapping method for the application of membrane potential-sensitive pigments to the functional structure of motion-related domains in the brain It is difficult to detect the "total sum" of the activities of the specific neural circuits and neurons in the "non-selective" staining and measurement methods of the present invention. This problem is solved by the development of molecular technologies for the detection of neural networks, including the detection of neural networks, and the selection of neural networks. This technology is applied to the structural analysis of motion-related fields and the development of substrate technology. The technology is in the vitro and the vision is clear. Rabies virus was created, and GFP(Venus) was developed by gene introduction into cultured neurons. FRET is 100 times more sensitive to membrane potential than Disbac6(5). In addition, the potential-light reflection time is 5 seconds, the membrane potential is changed, the light is changed, the linearity is changed, and the membrane potential sensitivity FRET is determined. In the middle of the nervous circuit, the state of the nervous system is well known. In the hippocampus, it is injected into the brain. In the middle of the nervous system, the nervous system is activated. The results and mental activities of the two groups are reflected in the results. Now, we're going to have a look at the base plate. The study was conducted in vitro and in vivo. The results showed that there was a need to increase the amount of virology in vivo. In addition to the above, the amount of information generated by the change in structure of the information is also increased.

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Prediction of arm trajectory from a small number of neuron activities in the primary motor cortex

DOI：
10.1016/j.neures.2006.02.012
发表时间：
2006-06-01
期刊：
NEUROSCIENCE RESEARCH
影响因子：
2.9
作者：
Koike, Yasuharu;Hirose, Hideaki;Iijima, Toshio
通讯作者：
Iijima, Toshio

Changes in brain activation associated with use of a memory strategy: a functional MRI study

DOI：
10.1016/j.neuroimage.2004.10.033
发表时间：
2005-02-15
期刊：
NEUROIMAGE
影响因子：
5.7
作者：
Kondo, Y;Suzuki, M;Fujii, T
通讯作者：
Fujii, T

Voltage-sensitive dye imaging of intervibrissal fur-evoked activity in the rat somatosensory cortex.

大鼠体感皮层触毛间诱发活动的电压敏感染料成像。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Neurosci.Lett. 381
影响因子：
0
作者：
Nakao et al.;T.Yoshimura;Yamamura et al.;Yasuo et al.;Yasuo et al.;Koike Y.;Inase M.;Kondo Y.;Takashima I.
通讯作者：
Takashima I.

Cue familiarity is represented in monkey medial prefrontal cortex during visuomotor association learning.

在视觉运动关联学习期间，猴子内侧前额叶皮层表现出线索熟悉度。