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。

Default-mode network is a network of cognitive problems that focus attention on issues that are common to activities that are weak in the field. In reverse, default-mode network, cognitive task, steady state, constant activity, maintenance, medial anterior gyrus, posterior gyrus, hippocampus, etc. The analysis of these activities is based on the analysis of fMRI and neuroscience techniques. In 2011, the FMRI system was developed to monitor the changes in brain activity in the same time period as the FMRI system. The significance of this is that part of the domain is not activated, activated, and affected by cognitive function. The technology of optical science and mental activity is available. In order to utilize this technology, it is necessary to introduce a new gene into the human genome. At this time, the technology of gene introduction into the central nervous system of human beings has been established by using mobile devices with mobile phones. The specific period of injection, the infection rate and the infection mode of CAG promoter-EGFP were confirmed. The first motion field of CAG promoter-ChR2-EYFP is introduced. In the future, light stimulation, exercise induction, and optical science technology will be used for long periods of time.

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

Efficient gene transfer into neurons in monkey brain by adeno-associated virus 8

• DOI: 10.1097/wnr.0b013e328338ba00
• 发表时间: 2010-04-21
• 期刊: NEUROREPORT
• 影响因子: 1.7
• 作者: Masamizu, Yoshito;Okada, Takashi;Nakahara, Kiyoshi
• 通讯作者: Nakahara, Kiyoshi

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