Local circuit of a motor areas: For network analysis to theoretical modeling

运动区域的局部电路：用于网络分析到理论建模

• 批准号: 22300113
• 负责人: KANEKO Takeshi
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22300113/
• 关键词: 神経解剖学; 運動皮質; 神経回路網; 遺伝子工学; 理論構築

We examined the local circuit of the motor-associated cerebral cortex morphologically by combining the molecular biological technique, such as transgenic animals and viral vectors, with the intracellular labeling method of sharp electrode and whole cell recording. From the experimental results, we propose that partially overlapping two circuits are embedded in the cerebral cortex:1) thalamic nuclei -> layer 4 -> layer 2/3 -> layer 5 -> subcortical output, or thalamic nuclei -> layer 4 -> layer 2/3 -> other cortical areas;2) thalamic nuclei -> layer 4 -> layer 6 -> thalamic nuclei.The former circuit is likely to be used for the feedforward information processing, and the latter one constitutes a dynamical system which may be associated with the autonomous activity of the corticothalamic loop. In addition to the information processing circuit for the cerebellar inputs in motor-associated areas, the basal ganglia information to layer 1 separately enters the apical dendrites of layer 2/3 and layer 5 pyramidal neurons via motor thalamic nuclei (IZ and VM), and probably prepares the cortical activity for motor control. Finally, the dynamical system may be helpful in keeping the autonomous activity that is required for the motor control system.

我们将转基因动物、病毒载体等分子生物学技术与锐电极、全细胞记录的细胞内标记方法相结合，从形态学上研究了运动相关大脑皮层的局部回路。根据实验结果，我们提出部分重叠的两条回路嵌在大脑皮层中：1）丘脑核团->第4层->第2/3层->第5层->皮层下输出，或丘脑核团->第4层->第2/3层->其他皮层区域;（2）丘脑核团->第4层->第6层->丘脑核团，前一层回路可能用于前馈信息处理，后者构成了一个可能与皮质丘脑环路自主活动有关的动力学系统。除了运动相关区小脑输入的信息处理回路外，基底神经节1层的信息分别通过丘脑运动核（IZ和VM）进入2/3层和5层锥体神经元的顶树突，并可能为运动控制准备皮层活动。最后，动态系统可以有助于保持电机控制系统所需的自主活动。

项目成果

皮質脊髄路ニューロンの軸索側枝を単一ニューロンレベルで形態学的に解析する

单神经元水平皮质脊髓束神经元轴突侧枝的形态学分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 古田貴寛;金子武嗣
• 通讯作者: 金子武嗣

Types of rat pallidofugal projection system revealed by single-neuron tracing study with a viral vector.

通过病毒载体的单神经元追踪研究揭示了大鼠苍白球投射系统的类型。

• 发表时间: 2012
• 作者: Fukuoka T.;et. al.;藤山文乃,中野隆,古田貴寛,雲財知,金子武嗣
• 通讯作者: 藤山文乃,中野隆,古田貴寛,雲財知,金子武嗣

Targets of the subthalamic nucleus in the neostriatum.

新纹状体中丘脑底核的目标。

• 发表时间: 2012
• 作者: 越水義登;古田貴寛;金子武嗣
• 通讯作者: 金子武嗣

Axonal arborization of midbrain non-dopaminergic neurons: single-cell study.

中脑非多巴胺能神经元的轴突树枝化：单细胞研究。

• 发表时间: 2013
• 作者: Matsuda W;Furuta T;Kuramoto E;Hioki H;Fujiyama F;Kaneko T
• 通讯作者: Kaneko T

PKG dynamically modulates TASK1-mediated leak K^+ currents in cholinergic neurons of the basal forebrain.

PKG 动态调节基底前脑胆碱能神经元中 TASK1 介导的漏电流。

• 发表时间: 2010
• 期刊: The Journal of Neuroscience
• 作者: Toyoda H;Saito M;Okazawa M;Hirao K;Sato H;Abe H;Takada K;Funabiki K;Takada M;Kaneko T;Kang Y.
• 通讯作者: Kang Y.