バーチャルリアリティーを用いた海馬の場所細胞の新しい機能の解析

利用虚拟现实分析海马位置细胞的新功能

• 批准号: 22KJ1900
• 负责人: 立木 佑宇人
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1900/
• 关键词: 神経科学; 空間学習; 海馬; 動物行動学; マウス; イメージング

本研究は、海馬の場所細胞が空間中の状態遷移をコードしているという仮説を生物学的に検証することを目的としています。この目的を達成するために、仮想現実（VR）空間を用いた行動実験系と海馬のカルシウムイメージングによる神経活動計測を実施しました。今年度に実施した内容は、関連する論文の発表、VR実験系の構築、VR実験時のカルシウムイメージングによる脳活動の計測の成功、および解析方法の探求です。具体的には、テレポーテーションという現実には起こりえない現象をVRを用いてマウスの行動実験課題に組み込み、物理空間と状態空間を分離した新奇の行動実験系を構築しました。構築したVR行動課題中のマウスの海馬場所細胞の活動パターンを、脳内視鏡を用いた神経活動イメージングによって計測し、海馬の場所細胞の神経活動が本仮説を支持するかどうかを検証しました。今年度の発表論文では、マウスの大規模空間学習における探索戦略の違いを明らかにしました。この研究成果は、状態遷移をコードしていると考えられる場所細胞の発見に繋がる可能性があります。今後の研究展望としては、応募時の海馬でのsuccessor representation検証のためのVR実験を続けること、病理モデルマウスを用いた探索戦略の違いの検証や神経活動の計測による深堀り、および、VRを用いたより環境がコントロールされたBM実験系の構築に挑戦することが挙げられます。これらの研究を通じて、場所細胞が状態遷移をコードしているという仮説の生物学的検証が進められることが期待されます。

The aim of this study is to demonstrate the spatial state transition of hippocampus cells. The goal is to achieve the goal of "virtual reality"(VR), which is to measure the mental activity of the hippocampus. This year's implementation of the content, related to the paper's presentation, VR implementation system construction, VR implementation of the system when the success of the project, and analysis of the method The concrete problem is to construct a novel action system by separating physical space from state space. The activity of hippocampal field cells in the construction of VR action project is measured by endoscope, and the activity of hippocampal field cells is supported by this theory. This year's research paper explores the implications of large-scale spatial learning. The results of this research are based on the possibility of cell evolution. Future research is expected to explore the use of VR in the measurement of hippocampal receptor representation and brain activity in the development of BM system. The study of this topic is expected to advance in the field of biological evidence of cell state migration.

项目成果

Scale space calibrates present and subsequent spatial learning in Barnes maze in mice

尺度空间校准小鼠巴恩斯迷宫中当前和随后的空间学习

• DOI: 10.1101/2022.12.14.520510
• 发表时间: 2022
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Tachiki Yuto;Suzuki Yusuke;Kurahashi Mutsumi;Oki Keisuke;Mavuk ?zg?n;Nakagawa Takuma;Ishihara Shogo;Gyoten Yuichiro;Yamamoto Akira;Imayoshi Itaru
• 通讯作者: Imayoshi Itaru