真仁田 聡
グリア・神経ネットワークの統合による脳機能発現
研究内容
神経活動と行動の詳細な観察によって、行動中に大脳皮質のどの脳部位がどのようなタイミングで活動するかが明らかになってきました。グリア細胞も神経細胞と同様にその活動が動物の行動に影響を与えることが示されてきましたが、どの脳部位のグリア細胞がどのタイミングで活動するか俯瞰的には行われていません。そこで本研究では、頭部固定下のマウスに前肢による到達把持運動を実施させ、大脳皮質におけるグリア細胞のカルシウム活動を数十ミリ秒の分解能でマクロイメージングを実施します。さらに、グリア細胞と神経細胞の同時マクロイメージング法を確立させ、グリア細胞、神経細胞、行動の関係を検討します。本研究によって行動中に顕著なグリア活動を示す脳部位が明らかとなり、神経細胞との比較やその部位に絞った活動の詳細を検討することが可能になります。また、本研究で確立される手法は、異なるバイオセンサーや他の行動課題にも適用できるため、本研究領域に貢献できると考えます。
研究概略図
代表業績
1. Inoue, M., Takeuchi, A., Manita, S., Horigane, S.I., Sakamoto, M., Kawakami, R., Yamaguchi, K., Otomo, K., Yokoyama, H., Kim, R., Yokoyama, T., Takemoto-Kimura, S., Abe, M., Okamura, M., Kondo, Y., Quirin, S., Ramakrishnan, C., Imamura, T., Sakimura, K., Nemoto, T., Kano, M., Fujii, H., Deisseroth, K., Kitamura, K., and Bito, H. (2019). Rational Engineering of XCaMPs, a Multicolor GECI Suite for In Vivo Imaging of Complex Brain Circuit Dynamics. Cell 177, 1346-1360 e1324.
2. Manita, S., Miyakawa, H., Kitamura, K., and Murayama, M. (2017). Dendritic Spikes in Sensory Perception. Front Cell Neurosci 11, 29.
3. Manita, S., Suzuki, T., Homma, C., Matsumoto, T., Odagawa, M., Yamada, K., Ota, K., Matsubara, C., Inutsuka, A., Sato, M., Ohkura, M., Yamanaka, A., Yanagawa, Y., Nakai, J., Hayashi, Y., Larkum, M.E., and Murayama, M. (2015). A Top-Down Cortical Circuit for Accurate Sensory Perception. Neuron 86, 1304-1316.
4. Manita, S., Miyazaki, K., and Ross, W.N. (2011). Synaptically activated Ca2+ waves and NMDA spikes locally suppress voltage-dependent Ca2+ signalling in rat pyramidal cell dendrites. J Physiol 589, 4903-4920.
5. Manita, S., and Ross, W.N. (2009). Synaptic activation and membrane potential changes modulate the frequency of spontaneous elementary Ca2+ release events in the dendrites of pyramidal neurons. J Neurosci 29, 7833-7845.