仮想現実空間を用いた体性感覚弁別学習における大脳皮質フィードバック回路の機能解明

利用虚拟现实空间阐明体感辨别学习中大脑皮层反馈回路的功能

基本信息

批准号：
14J07930
负责人：
太田桂輔
金额：
$ 2.91万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、マウス後肢脳領域に対応した一次体性感覚野へのトップダウン入力をもたらす回路の機能的役割を明らかにすることが目的である。本研究課題の３年目にあたる本年度は以下の①と②を実施した。①マウスの行動課題　昨年と同様にマウスの脳を固定した状態で体性感覚刺激の弁別課題を実行した。この課題ではランダムなタイミングで音刺激（キュー）が与えられる。この足刺激の待ち時間は平均2秒の指数分布に従う乱数で決まる。この待ち時間後に足刺激が与えられ、その足刺激に反応（給水口のリッキング）したならば報酬（水）が与えられる。このオペラント行動課題をベースとして、2種類の音刺激Aと音刺激Bを与える行動実験を確立した。音刺激Aが提示された場合、足刺激の発生確率は100%である。一方、音刺激Bが提示された場合、足刺激の発生確率は20-25%とした。音刺激A提示後の足刺激に対する反応速度と音刺激B提示後の足刺激に対する反応速度を比較した。②一次体性感覚野に投射する二次運動野シナプス前細胞の同定　狂犬病ウイルスを使ったトランスシナプス標識法によって、一次体性感覚野の神経細胞に投射する二次運動野の神経細胞を標識した。まず遺伝子改変マウスを使って、大脳皮質5層錐体細胞特異的にEnvA受容体であるTVAと狂犬病ウイルスの構成に必要なGタンパク質を発現させた。4週間後に同一の脳領域に、EnvAをエンベロープにもちGタンパク質を欠損した狂犬病ウイルスを打った。およそ1週間後に脳切片の観察を行った。インジェクションサイトである一次体性感覚野ではStarter cellが確認でき、Starter cellのシナプス前細胞が二次運動野においてGFP陽性細胞として標識された。同様に一次体性感覚野の抑制性神経細胞に投射する二次運動野の神経細胞を標識した。

该研究主题旨在阐明电路的功能作用，这些电路为与小鼠后肢大脑区域相对应的主要体感区域提供了自上而下的输入。今年，这是本研究主题的第三年，我们进行了以下①和②。 1。小鼠行为任务：与去年一样，我们在固定小鼠大脑时执行了体感刺激歧视任务。在此任务中，随机定时提供了声音刺激（提示）。该脚刺激的等待时间取决于平均2秒的指数分布。等待时间后，给出了脚刺激，如果它对脚刺激做出反应（舔水出口），则会给出奖励（水）。基于此操作行为任务，我们建立了一个行为实验，其中应用了两种类型的声刺激A和声音刺激B。当出现声音刺激A时，发生脚刺激的可能性为100％。另一方面，当出现声音刺激B时，发生脚刺激的可能性为20-25％。表现出声音刺激A后，脚刺激的反应速率和表现出刺激B后脚刺激的反应速率进行了比较。 2。鉴定突触前细胞的二次运动皮层中突触的前细胞投影到原发性体体皮质中：使用狂犬病病毒的经触发因素标记方法使用经触发因素标记方法标记了原发性体体皮质中的二级运动皮质中的神经元。首先，使用转基因的小鼠表达TVA，Enva受体和狂犬病病毒组成所需的G蛋白，特别是在大脑5层金字塔细胞中。四个星期后，狂犬病病毒在Enva Invelope和G蛋白缺乏的同一大脑区域受到打击。大约一周后观察到脑部。在初级体感皮层，注射位点可见开胃蛋白细胞，而起动细胞的突触前细胞在次级运动皮层中被标记为GFP阳性细胞。同样，将突出在原发性体感皮层中抑制性神经元上的二级运动皮层中的神经元标记。