TOP > 研究報告検索 > 広狭域2重2光子励起顕微鏡による神経回路網の計測

広狭域2重2光子励起顕微鏡による神経回路網の計測

研究報告コード R090000056
掲載日 2009年3月13日
研究者
  • 松崎 政紀
研究者所属機関
  • 東京大学 大学院医学系研究科
報告名称 広狭域2重2光子励起顕微鏡による神経回路網の計測
報告概要 脳の基本要素は多数の神経細胞であるが、個々の神経細胞は数千に及ぶ細胞間情報の受け渡しの場であるシナプス部位を保持しており、このシナプスの構造・機能特性が脳機能を大きく規定する。私はこれまで、ケージドグルタミン酸という光感受性合成小分子を2光子励起することで、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸を局所投与する方法論を開発し、単一シナプスをグルタミン酸刺激することで、シナプスの構造と機能に強い連関があることを実証してきた。しかし、神経回路網のシナプス結合パターンがあまりに複雑なため、シナプス構造・機能の研究からだけでは、脳機能の作動原理を理解することは難しい。そのためには、どの神経細胞がどの神経細胞にどのシナプスでどのくらいの強さで結合しているかを単一細胞・単一シナプスレベルで、これらの神経細胞群が如何なる脳機能を担っているかを個体レベルで、系統的に明らかにすることが必要である。そこで本研究では、広狭域2重2光子励起顕微鏡を開発することによって、広域に存在する神経細胞を系統的に2光子刺激して活動電位を発生させ、同時に、それらの細胞が出力先の細胞とどのシナプスで結合しているかを、狭域の2光子蛍光イメージング法を用いて計測・同定すること、および、広域における神経細胞集団を系統的に光刺激して個体レベルで運動を誘発し、運動制御を支配する神経回路網の分布を計測することを目指した。
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

R090000056_01SUM.gif R090000056_03SUM.gif R090000056_04SUM.gif R090000056_05SUM.gif
関連発表論文 ・Yasumatsu N., Matsuzaki M., Miyazaki T., Noguchi J. and Kasai H. Principles of long-term dynamics of dendritic spines. Journal of Neuroscience. In press.
・Honkura N., Matsuzaki M., Noguchi J., Ellis-Davies G.C.R. and Kasai H. The subspine organization of actin fibers regulates the structure and plasticity of dendritic spines. Neuron 57. 719-729, 2008.
・Tanaka J., Horiike Y・, Matsuzaki M., Miyazaki T., Ellis-Davies G.C.R. and Kasai H. Protein-Synthesis and neurotrophin dependent structural plasticity of single dendritic spines. Science 319. 1683-1687, 2008.
・Matsuzaki M., Ellis-Davies G.C.R. and Kasai H. High-resolution mapping of synaptic connections by two-photon macro photolysis of caged glutamate. Journal of Neurophysiology 99. 1535-1544, 2008.
・Ellis-Davies G.C.R., Matsuzaki M., Paukert M., Kasai H. and Bergles D.E. 4-carboxymethoxy-5, 7-dinitroindolinyl-glu:an improved caged glutamate for expeditious ultraviolet and 2-photon photolysis in brain slices. Journal of Neuroscience 27. 6601-6604, 2007.
・*Wang H., *Peca J., *Matsuzaki M., Matsuzaki K., Noguchi J., Qiu L., Wang D., Zhang F., Boyden E., Deisseroth K., Kasai H., Hall W.C., Feng G., Augustine G.J. High-speed mapping of synaptic connectivity using photostimulation in Channelrhodopsin-2 transgenic mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 104. 8143-8148, 2007. (* equal contribution)
・Matsuzaki M. Factors critical for the plasticity of dendritic spines and memory storage. Neuroscience Research 57. 1-9, 2007.
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/生命現象と計測分析
研究報告資料
  • 松崎 政紀. 広狭域2重2光子励起顕微鏡による神経回路網の計測. さきがけ 3領域合同研究報告会 講演要旨集「生命現象と計測分析」. p.29 - 32.

PAGE TOP