高次嗅覚中枢における情報統合のメカニズム

高级嗅觉中枢的信息整合机制

• 批准号: 13J00456
• 负责人: 稲田 健吾
• 金额: $ 1.28万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00456/
• 关键词: ショウジョウバエ; 嗅覚回路; 二光子励起; 光遺伝学; 電気生理学

本研究は嗅覚を支える神経回路における、情報処理様式の解明を目的とした。実験対象にはショウジョウバエの成虫を用いた。ショウジョウバエ成虫の嗅覚受容細胞は匂い物質と結合すると、その情報を嗅覚一次中枢の投射細胞に伝える。投射細胞はキノコ体とlateral hornという嗅覚二次中枢に投射する。キノコ体は学習や記憶に、lateral hornは生得的な行動に関与していると考えられている。これらの脳領域は、同じ嗅覚一次中枢から情報を受けているにも関わらず異なる機能を生み出している。嗅覚二次中枢における情報処理の様式を解析するため、本研究では投射細胞を人為的に発火させつつ嗅覚二次細胞から電気生理学的に応答を記録した。投射細胞の発火には光感受性タンパク質と二光子励起法を用いた。二光子励起法を用いて光感受性タンパク質を刺激し細胞を発火させる技術は、世界的に見ても完全には確立されていない。そこで研究代表者らは、まずこれまでに開発された光感受性タンパク質の変種を投射細胞に発現させ発火させることができるか評価した。その結果ReaChRという変種が多くの投射細胞を高い時間・空間分解能で発火させられることが分かった。キノコ体のKenyon細胞は、複数の投射細胞から入力を受ける。研究代表者らはこれらの投射細胞がほぼ同時に入力を送った場合Kenyon細胞はどのように応答するか調べた。その結果二つの投射細胞が短い時間差で発火した場合の応答は、各投射細胞を刺激した応答の線形和にほぼ等しいことが分かった。この線形性は入力を送る投射細胞数が増えてもおおむね保存されていることが示唆されている。これらの結果は、複数の投射細胞が短い時間内に入力を送らなければKenyon細胞は発火しないという、これまでの予想を実験的に示している。Lateral hornに関しても興味深い知見が得られている。今後論文発表する予定である。

This study aims to clarify the information processing mode of the brain circuit. It's not like we're going to be able to do this. The olfactory receptor cells of the adult are responsible for the combination of substances and information in the primary olfactory projection cells. Projection cells are secondary to olfactory horn. The body is learning, the memory is learning, the lateral horn is learning, the action is learning, and the lateral horn is learning. This is the first time that the central information has been received, and the second time that the function has been generated. This study is aimed at analyzing the information processing patterns of the olfactory secondary center and recording the responses of the projection cells to the electrical physiology of the olfactory secondary center. The light sensitivity of the projection cell is different from that of the two-photon excitation method. The two-photon excitation method uses photosensitivity to stimulate cells to emit light, and the world view is completely established. A representative of the study was invited to participate in the development of photoreceptors and projection cells. The result is that there are many kinds of projection cells in time and space, and there are many kinds of projection cells in space. Kenyon cells in the body, multiple projection cells, and the like are subjected to force. The study's representatives responded to the question of whether Kenyon cells could respond to the same conditions as the projection cells. As a result, the two projection cells are stimulated by a short time difference, and the two projection cells are stimulated by a short time difference. The number of projected cells in the linear inverse force increases, and the number of projected cells increases. As a result, a plurality of projection cells are sent to Kenyon cells in a short period of time, and a plurality of projection cells are sent to Kenyon cells. Lateral horn is related to the taste of deep knowledge. Future papers are scheduled.