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行列型電極刺激法による皮質線条体シナプスの学習機構の解明

利用矩阵电极刺激法阐明皮质纹状体突触的学习机制

基本信息

批准号：
17J00440
负责人：
渡邉桜子
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

われわれ含め動物は、常に変化する環境に適応するため、学習し記憶しながら生活している。特に、皮質線条体は学習に関わる脳部位であり、この皮質線条体シナプスにおける長期的なシナプス結合の変化(シナプス可塑性)が、学習の神経機構であると考えられている。本研究の目的は、皮質線条体のシナプスにおいて、複数の入力を受けたときの情報選択機構と、報酬ドーパミンのタイミングに着目し、神経細胞の学習機構を実験上で再現することである。電気生理学的手法でマウスの脳細胞記録を計測し、二組の異なる電気刺激からの入力に特異的なシナプス可塑性を計測した。すると、細胞の発火の前に生じたEPSPにのみ、長期抑圧(LTD)が起こった。この実験結果から、細胞は、二組の情報をタイミングに応じて異なるシナプス可塑性を示すことがわかった。また、細胞を発火させず、二組の入力のみ行った対照実験の結果、二組の入力の相互作用によって、LTDが起こることが示された。続いて、光操作による報酬ドーパミンのタイミングと組み合わせたシナプス可塑性実験を行なった。光刺激により特定の細胞を活性化するためチャネルロドプシン(ChR2)を発現したマウスと、ドーパミン細胞に特異的に発現させるDAT-Creマウス、及び線条体の特定の細胞種（D1 MSN）を特定するマーカーを発現したマウスを交配し、細胞種を特定しつつ安定したChR2の発現を実現する方法を確立した。この光操作と組み合わせた複数入力下のシナプス可塑性実験を行なったところ、同一細胞内で、一方の入力に対し長期増強（LTP）、もう一方に対しLTDが起こるなど、異なるシナプス可塑性が認められた。これらの結果から、線条体の神経細胞が、異なる情報（入力）に対して、異なるシナプス可塑性により情報処理を行なっていることが初めて示された。

This includes the use of animal products, the environment, the environment, and the life cycle. The combination of long-term mechanical properties (plasticity), mechanical properties, and so on. In this study, the purpose of this study is to determine the accuracy of the system, the number of users, the selection of information institutions, and the purpose of this study. in this study, the purpose of this study is to determine the purpose of this study, the data of the system, the number of participants, the selection of information institutions, the selection of information institutions, and so on. The techniques of computer physiology, such as cell recording, and two sets of electrical stimulation, are used to stimulate the special plasticity of electrical stimulation. Prior to the onset of EPSP, long-term depression (LTD) was caused by chronic depression. The results show that the plasticity is affected by the plasticity of the two groups. The results are as follows: group 2, group 2 In order to improve the plasticity of the system, the optical operation system should be used in order to improve the plasticity. Light stimulates the activation of specific cell cycle, the activation of specific cell cycle, the activation of specific cell cycle (ChR2), the detection of specific cell cycle (DAT-Cre), and the detection of specific cell species (D1 MSN) of specific cell species. Please make sure that the specific method is stable and stable, and that the ChR2 method is correct. The optical operation system is used to determine the plasticity of the cell, the same intracellular force, the long-term strength (LTP) of one side, the LTD of the other, the plasticity of the cell, and the plasticity of the other. The results are as follows: the results of the experiment, the results, the results and the results.