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ショウジョウバエの神経回路の細胞系譜による網羅的同定と脳神経ネットワークの解析

基于细胞谱系的果蝇神经环路综合鉴定及脑神经网络分析

基本信息

批准号：
11J09141
负责人：
伊藤正芳
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

神経ネットワークの機能を理解するためには、神経ネットワークの網羅的な投射状態(プロジェクトーム)を知る必要がある。プロジェクトームを明らかにすることで、神経ネットワークの機能と回路構造の関係についての理解が飛躍的に進むと期待される。また、コネクトームは行動実験や電気生理学的実験、コンピューターシミュレーションなど、神経科学の広い領域で利用可能な有用なデータベースとなる。ショウジョウバエの脳には片半球あたり約100個の神経幹細胞があり、ひとつの神経幹細胞に由来する子孫神経細胞集団を神経幹細胞クローンと呼ぶ。これまでの研究で神経幹細胞クローンはそれぞれが特異的な神経回路を構築することが分かっているので、約100種類ある神経幹細胞クローンを全て同定することで、脳の全神経回路を同定することができる。本研究は一部の脳領域の神経回路のみを詳しく解析していたこれまでの研究とは異なり、ショウジョウバエの脳にある約100種類の神経幹細胞クローンの投射パターンとシナプスの分布を全て同定して、ショウジョウバエ脳のプロジェクトームを明らかにするという、これまでに例のない研究である。また、詳細な脳領域の地図に基づいて神経幹細胞クローンの投射パターンとシナプスの分布を記号化し、有向グラフデータに表すことで、脳の全神経回路を対象にした情報科学的な神経ネットワークの解析ができる点で、独創的な研究である。ショウジョウバエはマウスに比べて脳の神経細胞数こそ少ないが、行動実験はマウスとほぼ同じレベルの実験が可能である。また、視覚系や嗅覚系、聴覚系の研究では、ショウジョウバエ脳と哺乳類脳の間で神経回路の構造に高い類似性が示されている。本研究の完成により、哺乳類の脳内の神経回路にも共通するような普遍的な脳内の神経回路構造が解明され、哺乳類のプロジェクトーム解明に向けて重要な知見を提供できると期待できる。

To understand the functions of the server, it is necessary to know the projection status of the server network. A leap forward in understanding the relationship between the functions and circuit structures of neuroscience In the field of electrophysiology and neuroscience, it is possible to utilize the information available. About 100 neural stem cells were collected in the hemisphere. This research has resulted in the establishment of specific neural circuits for about 100 different types of neural stem cells. This study is aimed at analyzing the neural circuits in a number of fields and studying the distribution of projections and projections of about 100 kinds of neural stem cells in different regions. In addition, the distribution of stem cell projections in the field of information science is marked, directed and expressed, and the whole brain circuit is mapped to information science and the analysis of the brain is carried out. The number of cells in the brain is small, and the action is small. The study of the visual, olfactory and mammalian systems shows that there is a high similarity in the structure of the neural circuits between them. The completion of this study provides important insights into the common understanding of mammalian neurocircuitry and the common understanding of mammalian neurocircuitry.