Elucidation of the role of the thalamo-prefrontal projections for cognitive dysfunction in psychiatric disorders

阐明丘脑前额叶投射对精神疾病认知功能障碍的作用

• 批准号: 22K15235
• 负责人: 堤 新一郎
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15235/
• 关键词: 機能的トレーシング; 2光子カルシウムイメージング; 視床－前頭野投射; 自閉症スペクトラム障害; 認知学習; 前頭前野; 視床; 精神疾患; 認知機能; 2光子イメージング; 機能的トレーシング; 2光子カルシウムイメージング; 視床－前頭野投射; 自閉症スペクトラム障害; 認知学習; 前頭前野; 視床; 精神疾患; 認知機能; 2光子イメージング

１．認知機能に関わる視床－前頭前野投射の同定：視床－前頭野(FrA)投射に対し、神経活動依存的に発現するE-SAREプローブを用いた機能的トレーシングを行った。ホームケージコントロール群では視床VL核（運動関連視床核）－FrA投射が主に活性化していたのに対し、認知タスクを学習した群では、視床VM核・Po核（連合視床核）－FrA投射がより活性化していた。この結果は、認知学習により視床－前頭野機能回路が再編成されることを示唆する。２．前頭前野に投射する視床軸索の２光子カルシウムイメージング：遅延付きgo/no-goタスク試行中のマウスに対し、FrA領域における視床軸索活動の2光子カルシウムイメージングを行った。視床軸索活動の検出アルゴリズムはまだ確立していないが、予備的な解析では、主に音刺激や報酬に対して視床入力が入ることが示唆された。３．精神疾患モデルにおける視床―前頭前野投射異常の同定：自閉症スペクトラム障害モデルマウスCHD8 hKO系統マウスについて、視床軸索の2光子カルシウムイメージングおよび機能的トレーシングを開始した。

1。鉴定认知功能涉及的丘脑前额外的投影：使用以神经活动依赖性方式表达的丘脑额（FRA）投影以神经活动依赖性方式表达的电子探针进行功能追踪。在家庭笼对照组中，丘脑VL核（与运动相关的丘脑核） - FRA投影主要被激活，而在学习认知任务的组中，丘脑VM核和丘脑thalamic vm nuclei和po po nuclei（相关的丘脑核） - FRA的投影更加激活。该结果表明，认知学习将重组丘脑额叶场功能电路。 2。投射到前额叶皮层中的丘脑轴突的两光子钙成像：FRA区域中丘脑轴突活性的两光子钙成像是对经历了延迟的GO/NO-GO/NO-GO任务试验的小鼠进行的。尽管尚未建立用于检测丘脑轴突活性的算法，但初步分析表明，丘脑输入主要是为了获得声音刺激和奖励。 3。在精神疾病模型中鉴定丘脑前额外的投射异常：在自闭症谱系障碍的小鼠CHD8 HKO菌株中，启动了丘脑轴突的两光子钙成像和丘脑轴突的功能痕迹。