サルにおけるfMRIと微小電極記録を併用した大脳領域間の同期的神経活動の解析

使用功能磁共振成像和微电极记录分析猴子大脑区域之间的同步神经活动

• 批准号: 08J05379
• 负责人: 正水 芳人
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: National Institute for Basic Biology (2010)National Center of Neurology and Psychiatry (2008-2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05379/
• 关键词: アデノ随伴ウイルス; コモンマーモセット; ニホンザル; default-mode network; 光遺伝学; チャネルロドプシン; ハロロドプシン; fMRI; アデノ随伴ウイルスベクター; 遺伝子導入; アカゲザル

default-mode networkは、注意の集中を要するいくつかの認知課題を行う際、共通して活動が弱まる脳領域ネットワークとして発見された。逆に言えば、default-mode networkは、認知課題を行わない定常状態において常に脳活動を維持しているネットワークであり、主として内側前頭回・後帯状回皮質・海馬などから構成されている。このようなネットワークレベルでの脳活動の解析のためには、サルを被験体として、fMRIと神経活動を操作する光遺伝学の技術を組み合わせた実験を行うごとが、有効な研究戦略となる。平成21年度、霊長類のニホンザルおよびコモンマーモセットにおけるfMRI実験によって、ヒトのdefault-mode networkと相同と考えられる脳領域間の同期的神経活動変化を観察した。この意義を解明するためには、脳領域の一部を不活化したり、活性化したりすることによって、サルの認知機能に与える影響を調べる必要がある。そのためには、光遺伝学のような神経活動を実験的に操作する技術が有効である。この技術を利用する際に、霊長類の脳にクロライドポンプのハロロドプシンNpHRや陽イオンチャネルのチャネルロドプシンChR2を遺伝子導入する必要がある。このため、まずアデノ随伴ウイルスベクターを用いて、霊長類の中枢神経系に遺伝子導入する技術を確立した。具体期には、アデノ随伴ウイルス(CAG promoter-EGFP)をニホンザルおよびコモンマーモセットの大脳新皮質(1次運動野や1次視覚野)、線条体に注入し、感染効率および感染様式を確認した。さらにコモンマーモセットの1次運動野にアデノ随伴ウイルス(CAG promoter-ChR2-EYFP)を遺伝子導入した。今後、光刺激によって、運動を誘発できるかどうかを確認し、光遺伝学の技術を霊長類に用いることができるかどうかを確認する。

默认模式网络被发现是一个大脑区域网络，在执行需要注意的几个认知任务时通常会削弱活动。相反，默认模式网络是一个网络，它不断保持大脑活动的稳定状态，在该网络中没有执行认知任务，并且主要由内侧额叶，后扣带回皮层，海马，海马等组成。用于在网络水平上进行这种分析的大脑活动，每个实验将fmri和光学的技术组合起来。在2009年，我们观察到大脑区域之间的同步神经活动变化，该区域被fMRI实验在灵长类动物日本猕猴和常见的棉花糖中进行了fMRI实验。为了理解这种意义，有必要研究大脑区域的失活或激活部分对猴子认知功能的影响。为此，诸如实验操纵神经活动的光遗传学等技术是有效的。当使用该技术时，有必要将氯化泵的卤代类固醇和阳离子通道旋转CHR2转移到灵长类动物的大脑中。因此，建立了一种使用腺相关病毒载体将基因转移到灵长类动物的中枢神经系统中的技术。在特定阶段，将与腺相关的病毒（CAG启动子-EGFP）注入新皮层（原发性运动皮层和原发性视觉皮层）和日本猕猴的纹状体和常见的Marmosets，以确认感染效率和感染模式。此外，将与腺相关的病毒（CAG启动子-CHR2-EYFP）转移到公共果棒的主要运动皮层中。将来，我们将检查光刺激是否可以诱导运动，并查看是否可以在灵长类动物中使用光遗传技术。

项目成果

Efficient gene transfer into neurons in the primate brainvia antero- and retrograde infections by adeno-associated virus serotypes 8 and 9

通过腺相关病毒血清型 8 和 9 的前行和逆行感染将基因有效转移到灵长类动物脑中的神经元中

• 发表时间: 2010
• 作者: Masamizu Y;Okada T;Ishibashi H;Takeda S;Yuasa S;Nakahara K.;正水芳人
• 通讯作者: 正水芳人

Gene transfer into the primate central nervous system viaantero- and retrograde infections by adeno-associated viruses

通过腺相关病毒的前行和逆行感染将基因转移到灵长类动物中枢神经系统

• 发表时间: 2010
• 作者: Masamizu Y;Okada T;Ishibashi H;Takeda S;Yuasa S;Nakahara K.;正水芳人;正水芳人
• 通讯作者: 正水芳人