Neural basis of dynamic regulation of direction and orientation map in the superior colliculus

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本研究は，動物における，「注意」の生成や，「感覚－運動情報変換」の鍵となる脳の領域である，中脳の上丘を対象に，その視覚情報処理のメカニズムと，生理機能を理解することを目的とする．中でも，上丘と上丘に関連する脳の神経回路に埋め込まれていると考えられる計算モジュールの性質がダイナミックに変化することで，状況に応じて知覚を変化させることが可能になるのではないかという仮説を検証する．令和４年度は，上丘の神経細胞の視覚応答を，カルシウムイメージングで記録すると同時に，化学遺伝学的に神経活動を操作できる実験系を立ち上げた．細胞種特異的に神経活動を操作するために．抑制性の新毛系細胞に Cre を発現する VGAT-IRES-Cre マウスの上丘に，Cre 依存的に DREADD 受容体を発現するアデノ随伴ウイルス (AAV) ベクター用いて，興奮性・抑制性の DREADD 受容体を発現させた (AAV-hSyn-hM3Dq-mCherry, AAV-hSyn-hM4Di-mCherry)．DREADD 受容体に特異的に結合して作用するアゴニストである DCZ をマウスに投与し，抑制性神経細胞の神経活動が変化することで．カルシウムイメージングで記録する上丘の視覚応答が変化することを現在解析中である．上丘内の局所神経回路を操作するだけでなく．上丘と密に相互連絡をもつ二傍丘核（PBN) にも DERADD 受容体を発現させる実験を開始した．これらの実験を通して上丘ないの計算機能モジュールがマウスの状態によって空間的・時間的にダイナミックに変化することが明らかにし，上丘の生理機能の理解や，さらには動物の「注意や意識の生成」機構の理解に繋げていく．