多領域細胞神経活動から抽出された広域ダイナミクスによる探索行動の基盤解明

使用从多区域细胞神经活动中提取的广域动力学阐明探索行为的基础

基本信息

批准号：
20H03357
负责人：
田中康裕
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Tamagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

動物の知性が様々な形で現れる探索行動を支える神経基盤を探ることを目的として、仮想現実環境下で探索行動を行うラットの多領域多細胞の神経活動を記録し、その背後にあるダイナミクスを抽出し、神経活動ダイナミクスと動物行動やその背景にある計算論的パラメーターとの関係性を明らかにしようとしている。研究実施計画に従い、本年度は、麻酔下・安静下での大脳皮質・視床・線条体など複数の脳領域での多細胞活動を記録して、これを解析した。細胞外記録はニューロピクセル電極とSpike GLXによって計測し、KilosortとPhyでユニットとして分離した。大脳皮質・視床・線条体のユニット記録に対して、昨年度までに開発したRNNモデルを当てはめている。また相互相関関数によって、大脳皮質ユニットと線条体ユニットの相互関係を解析した。仮想現実環境の構築も進めている。ラットを実際に仮想環境下で歩かせるためのハーネスの検討を行った。仮想環境のハードウェアはほぼ完成してきたので、探索行動を行わせるソフトウェアの開発に進んでいる。また、年度途中から行動中の動物での大脳皮質・線条体記録も開始した。さらに、実験に用いているLong-Evansラットについて、一般的に使われているWistarラットの脳アトラスから脳梁の形態に関して若干の乖離を見出したため、これについて複数の動物を用いてアトラスを作成して、形態の測定を行った。この結果として、ラット前脳アトラスを研究所紀要に発表した。

为了探索支持动物智力以多种形式表现的探索行为的神经基础，我们记录了大鼠在虚拟现实环境中执行探索行为的多个区域和细胞的神经活动，并研究了这种行为背后的动力学。我们试图阐明神经活动动力学、动物行为及其背后的计算参数之间的关系。按照研究实施计划，今年我们记录并分析了麻醉和休息状态下大脑皮层、丘脑、纹状体等多个脑区的多细胞活动。使用 Neuropixel 电极和 Spike GLX 进行细胞外记录，并使用 Kilosort 和 Phy 将其分离为一个单元。截至去年开发的RNN模型适用于大脑皮层、丘脑和纹状体的单位记录。我们还使用互相关函数分析了大脑皮层单位和纹状体单位之间的相互关系。我们还在构建虚拟现实环境。我们研究了允许老鼠在虚拟环境中实际行走的安全带。现在虚拟环境的硬件已基本完成，我们正在继续开发允许进行探索的软件。此外，今年年中，我们开始记录行为动物的大脑皮层和纹状体。此外，在实验中使用的Long-Evans大鼠中，我们发现胼胝体的形态与常用的Wistar大鼠脑图谱存在一些差异，因此我们使用多个动物创建了图谱，然后测量了形态。结果，我们在研究所公报上发表了大鼠前脑图谱。