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統合失調症における認知機能障害への歯状回苔状細胞の関与

齿状陀螺苔藓细胞参与精神分裂症认知功能障碍

基本信息

批准号：
18J14574
负责人：
大内彩子
金额：
$ 1.22万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

自身の研究成果より、海馬急性スライス標本において苔状細胞の神経活動がsharp wave(以下、SW)の活動を反映することを示し、苔状細胞が統合失調症による神経伝達異常のメカニズムに寄与すると仮説を立てて研究を進めてきた。前年度には、スライス標本における結果を裏付けるため、マウスの海馬からSWを記録し、同時に苔状細胞からのin vivoパッチクランプ記録法を確立した。In vivoパッチクランプ記録により得られる波形はスライス標本における記録とは異なり、様々な領域からの入力が複雑に混ざるため、SW発生時における正味のシナプス入力を測定することは容易ではなかった。そこで本研究では、畳み込みニューラルネットワークを用いてin vivoの膜電位波形を学習させたモデルから、SW発生時の膜電位変化の定量を行うことで従来の課題を解決した。その結果、生体動物においてもSWの活動が苔状細胞の神経活動に反映されることを示した。さらに本研究では海馬から苔状細胞へのSWの閾値下における情報動態を明らかにしたいと考え、スライス標本において、海馬からSWの記録と同時に、最大5つの苔状細胞からの多重パッチクランプ記録の同時記録法を確立した。その結果、周波数成分の強さの分布を指標にして分類したSWと、SWに伴って生じる苔状細胞の膜電位変化の組合せは対応付けできることが明らかになった。すなわち、SWの情報から苔状細胞の膜電位変化の組合せを予測することが可能であることを示した。加えて、5つの苔状細胞から同時に膜電位を記録した結果、同時に記録する細胞数が増えるほど、予測の精度が向上することを示した。以上の結果から、苔状細胞がSWの活動を集団単位で符号化することを明らかにした。

The results of our own research indicate that the activity of mossy cells reflected by sharp wave(SW) in hippocampus acute brain damage is reflected in the abnormal brain activity of mossy cells in schizophrenia. In the previous year, the hippocampus was recorded, and the mossy cells were recorded in vivo. In vivo, the waveform is recorded, the field is recorded, the input force is mixed, the SW is generated, the input force is measured, and the waveform is recorded. This study aims to solve the problem of quantitative determination of membrane potential variation in vivo. The results show that the activity of SW in living animals is reflected in the activity of mossy cells. In this study, we established a method for simultaneous recording of information dynamics in hippocampus mossy cells at the threshold of 5 ° maximum. The intensity distribution index of the frequency components of the mossy cells was classified into two groups: SW and SW, and the membrane potential of mossy cells was changed into two groups. The combination of membrane potential changes in mossy cells and the information in the brain can be predicted and displayed. The number of cells recorded simultaneously increased, and the accuracy of prediction increased. The above results show that the activity of mossy cells is concentrated in a single unit.