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膨張試料顕微鏡法と全脳カルシウムイメージングの統合による神経回路動態の包括的解析

结合扩展样本显微镜和全脑钙成像综合分析神经回路动力学

基本信息

批准号：
22K19479
负责人：
能瀬聡直
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

神経回路上でどのように情報が伝播して脳機能を生み出すのかを理解するためには、「脳全体の神経回路がどのように配線されているのかを決定」するとともに、「脳全体の神経活動を細胞レベルの解像度で記録」し、得られた結果を統合して解釈することが重要である。コネクトミクス解析(電子顕微鏡画像の 3 次元再構築)および全脳カルシウムイメージングは、それぞれ前者、後者の目的を達成しつつあるが、両者を統合して解釈することはいまだ実現されていない。本研究では、光学顕微鏡で簡単に組織の微細構造を解析できる膨張試料顕微鏡法を用いて、カルシウムイメージングから得られる「活動」に関する情報とコネクトミクスから得られる「構造」に関する情報を統合し、システム全体の作動機構を明らかにすることを目的とする。このため、コネクトミクス解析とカルシウムイメージング両方の技術が発達しているショウジョウバエ幼虫をモデルとした研究を行う。本年度は、幼虫の中枢神経系に膨張試料顕微鏡法を適用するために、免疫染色などの実験条件を探索した。その結果、約 4 倍の組織膨張によって 100 nm 程度の分解能が得られ、全神経細胞を染色したサンプルから単一の軸索・シナプスの構造を安定して可視化できるようになった。さらに、少数の神経細胞群と全神経細胞の２重染色を行うことで、特定の細胞種が形成する軸索の束をいくつか同定した。これにより、コネクトミクス解析との統合に必要なサンプル間の構造比較のための参照点が得られた。

On the way to the gods, the information is broadcast and the function is born and the reason is Solution to the problem "かをdetermination"するとともに, "脳whole の神経activities" cell レベルのanalytics The degree of recording "し, the result of the achievement is the integration of the result, the solution of the problem is important.コネクトミクス Analysis (Electronic Microscope Image の 3 Dimensional reconstruction) The purpose of the former and the latterをachieved しつつあるが,両者をintegrationしてsolved釈することはいまだ実appeared されていない. The purpose of this study is to analyze the fine structure of the tissue using optical microscopy and to perform a dilatation test. Materials used in the micro-mirror method, いて, カルシウムイメージングから得られる "activities" Information about the relationship between the two countries The actuating mechanism of the integrated system and the entire system is the purpose of the operation.このため、コネクトミクスanalyticsとカルシウムイメージング両方のtechniqueが発达しているショウジョウバエlarvae をモデルとした研究を行う. This year, the expansion of the central nervous system of larvae specimens was applied by microscopy and immunostaining was used to explore the conditions.そのResult, about 4 times of tissue expansion によって 100 nm The degree of decomposition can be obtained, and the dyeing of all cells can be doneのaxial axis・シナプスのstructuralをstabilityしてvisualizationできるようになった.さらに, a small number of God's cell groups and the whole God's cells, 2 heavy staining, the formation of specific cell species, the axonal bundle, the same determination.これにより、コネクトミクスanalyticsとのintegrationにnecessaryなサンプル间のstructural comparisonのためのreference pointがgetられた.