The Basic Architecture of the Neocortex Explored by the Synaptic Connection Rule of Cortical Inhibitory Neurons

皮质抑制神经元突触连接规律探索新皮质的基本结构

基本信息

批准号：
21H02592
负责人：
日置寛之
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02592/
关键词：
神経回路シナプス結合則抑制性神経細胞大脳新皮質マウス

项目摘要

本研究課題では、高次機能発現や各種神経・精神疾患と深い関連があるGABA細胞に注目し、普遍的な抑制性神経回路と特異的な抑制性神経回路を抽出し、ネットワーク構造という観点から大脳新皮質の均一性と不均一性を統べる新規コンセプトを確立することを目的としている。令和4年度は以下の課題に取り組んだ。(1) S1におけるSOM発現細胞への各種シナプス入力解析：SOM発現細胞に対する各種シナプス入力を明らかにし、S1におけるGABA細胞ネットワーク構造の全貌をシナプスレベルの解像度で同定する解析法のパイプラインを策定した。S1において、SOM発現細胞に対するシナプス入力を解析したところ、部位特異性があることが判明した。さらに特徴的なシナプス結合パターンを見出しており、生理学的な手法を用いてシナプス結合様式の意義を探る実験系の開発に着手している。(2) M1におけるSOM発現細胞への各種シナプス入力解析：M1におけるシナプス結合解析も着手したが、より効率的な解析法の確立に努めたい。(3) M1 PV発現細胞への各種シナプス入力解析：2021年度までに、皮質からの興奮性入力、視床からの興奮性入力、皮質からの抑制性入力、さらに抑制性入力を細胞種別で解析した。S1とM1におけるシナプス入力パターンの相同性と相違性について新たな所見を見出しており、サンプルス数を増やして検証を進めているところである。なお、数理モデル構築についても引き続き取り組んでいく。

在本研究项目中，我们将重点关注与高阶功能表达和各种神经精神疾病密切相关的GABA细胞，从网络结构的角度提取普遍性和特异性的抑制性神经回路。建立了控制大脑新皮质同质性和异质性的新概念。 2020财年，我们重点开展了以下工作。 (1) 分析 S1 中表达 SOM 的细胞的各种突触输入：我们阐明了表达 SOM 的细胞的各种突触输入，并开发了一系列分析方法，以突触级分辨率识别 S1 中的整个 GABA 细胞网络结构。对 S1 中 SOM 表达细胞的突触输入分析揭示了位点特异性。此外，我们还发现了一种特征性的突触连接模式，并开始开发一个实验系统，利用生理学方法探索突触连接模式的重要性。 (2)分析M1中表达SOM的细胞的各种突触输入：我们已经开始分析M1中的突触连接，但我们希望努力建立更有效的分析方法。 (3) 分析 M1 PV 表达细胞的各种突触输入：到 2021 财年，分析来自皮层的兴奋性输入、来自丘脑的兴奋性输入、来自皮层的抑制性输入以及按细胞类型的抑制性输入。我们发现了关于S1和M1突触输入模式的同源性和相异性的新发现，目前正在通过增加样本数量来验证它们。此外，我们将继续致力于建立数学模型。