Capillary dilation and constriction during brain activation in the somatosensory cortex of awake mouse

清醒小鼠体感皮层大脑激活过程中毛细血管的扩张和收缩

• 批准号: 22KJ1373
• 负责人: 鈴木 大樹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Electro-Communications
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1373/
• 关键词: GCaMP; image analysis; in vivo imaging; neurovascular coupling; somatosensory cortex

大脳皮質の神経細胞(CaMKIIのプロモーター下)に細胞内カルシウムイオンのセンサータンパク質GCaMPを発現させた遺伝子改変マウスを用いて神経細胞の活動と脳血管の運動について解析した．まず二光子レーザー顕微鏡を用いて神経細胞の活動と同時に撮像した脳微小血管の構造画像を骨格化し，得られた数千点の血管中心線上のノードにおいて血管径を自動で計測するためのソフトウエアを構築した．つぎに神経細胞の重心位置を自動で抽出し，神経細胞の活動を定量化するためのソフトウエアを構築した．本研究で開発したこれらの手法を用いて脳の毛細血管の形態に関するビッグデータ分析を行った結果, 脳の毛細血管は安静時に少なくとも２種類の状態をとることが示唆された. 一つは安静時の直径が比較的大きく, 神経活動に関係なく安定した構造をとる毛細血管であり，もう一つは安静時の直径が比較的小さく, 神経活動に応じて構造を変化させる毛細血管である.これらの結果から,神経活動に対してすべての毛細血管が局所的な脳血流の調節機構に関与しているわけではないことが明らかになった.しかしながら、現在の画像の視野範囲では脳の動脈から静脈までに至るネットワーク構造や分岐の全数を計測することが難しいことが課題である.

The CaMKII microphone is used to extract images of tiny blood vessels. The two-photon microphone is used to synchronize the image of the miniature blood vessel. There are thousands of points on the line of the vascular center, and the automatic calculation of the vascular path. The center of gravity is located in the center of gravity of the cell. In this study, the morphology of the hair vessels was analyzed by means of quantitative analysis of the results of the experiments, and the results of the experiments were analyzed in this study. in this study, the morphology of the hair vessels was used to analyze the results, and when the blood vessels were quiet, the results were analyzed. As soon as the diameters are larger than the diameters when they are quiet, the diurnal activities are stable and the vessels are smaller than the diameters when they are quiet. As a result of the experiment, the operation of the animal was carried out through the blood flow monitoring system of the hair blood vessel bureau and the blood flow monitoring system. Now that you are in the field of the portrait, you are going to make a full number of bifurcations.

项目成果

体性感覚刺激に応答する毛細血管機能最小単位

响应体感刺激的毛细血管的最小功能单位

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木大樹;田桑弘之;樋口真人;菅野巌;正本和人
• 通讯作者: 正本和人

神経血管連関における大脳毛細血管応答の最小機能単位長さの推定

神经血管连接中脑毛细血管反应的最小功能单位长度的估计

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木大樹;田桑弘之;樋口真人;菅野 巖;正本和人
• 通讯作者: 正本和人

Spatiotemporal changes in capillary diameters at rest and during neural activation in the somatosensory cortex of awakened mice.

唤醒小鼠体感皮层在休息时和神经激活期间毛细血管直径的时空变化。

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Suzuki;Takuma Sugashi;Hiroshi Takeda;Kazuto Masamoto
• 通讯作者: Kazuto Masamoto

Capillary responses to functional and pathological activations rely on the capillary states at rest

• DOI: 10.1177/0271678x231156372
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism
• 影响因子: 6.3
• 作者: Hiroki Suzuki;Hiroshi Takeda;H. Takuwa;Bin Ji;Makoto Higuchi;I. Kanno;K. Masamoto

Minimum functional unit of the cerebral capillaries for neural activation in the somatosensory cortex

体感皮层神经激活的脑毛细血管的最小功能单位

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Suzuki;Hiroyuki Takuwa;Makoto Higuchi;Iwao Kanno;Kazuto Masamoto
• 通讯作者: Kazuto Masamoto