研究組織・メンバー

A01:前障と大脳皮質多領野間の構造的・機能的結合を介した脳情報動態機構の解明

研究代表者
吉原良浩
理化学研究所　脳神経科学研究センター　システム分子行動学研究チーム・
チームリーダー
WEBhttp://www.riken.jp/research/labs/cbs/sys_mol_etholo/

紹介文本文

前障（Claustrum）は哺乳類の大脳皮質の内側に位置する薄いシート状の構造であり、大脳皮質のすべての領野と双方向的に神経接続するというユニークな解剖学的特徴が報告されているが、その機能については全く解明されていない。これまでに前障の機能について、多種感覚情報の統合・選択的注意の割り当て・皮質オシレーションの制御・意識の中枢など、興味深い仮説が提唱されてきた。しかしながら前障の複雑かつ不規則な構造およびマーカー分子・遺伝子ツールの欠如などが障壁となり、これら仮説の実験的検証には未だ至っていない。私たちは前障特異的にDNA組換え酵素Creを発現するトランスジェニックマウス系統（Cla-Cre#1）の作製に成功し、Cre陽性前障ニューロンへの入力細胞と出力部位の遺伝学的可視化、前障の光遺伝学的刺激による大脳皮質抑制性ニューロンの選択的活性化と広汎な領野におけるDown State誘導の知見を得た（Nat. Neurosci. 印刷中）。さらに最近、Cla-Cre#1とは異なるパターンでCreあるいはtTAを前障に発現する新規トランスジェニックマウス系統（Cla-Cre#2, Cla-tTA）を得ることができ、３つのタイプの前障ニューロンの遺伝学的可視化・活動制御が可能となった（未発表データ）。本研究では、遺伝学・神経解剖学・生理学・神経行動学など多様な実験手法を統合的に組み合わせ、大脳皮質の多領野間情報動態・並列処理における前障の機能解明に挑む。具体的には、１）前障−大脳皮質間の機能的結合の網羅的マッピング、２）前障ニューロンの活動制御による大脳皮質多領野間の情報動態・並列処理の変化の電気生理学的解析、３）高次脳機能を反映する行動課題における前障活動操作マウスの表現型解析、に取り組む。

文献

Narikiyo K, Mizuguchi R, Ajima A, Mitsui S, Shiozaki M, Hamanaka H, Johansen JP, Mori K, Yoshihara Y (2020)
The claustrum coordinates cortical slow-wave activity.
Nat Neurosci (in press)
Furutani Y, Yoshihara Y (2018)
Proteomic analysis of dendritic filopodia-rich fraction isolated by telencephalin and vitronectin interaction.
Front Synaptic Neurosci 10: 27.
Wakisaka N, Miyasaka N, Koide T, Masuda M, Hiraki-Kajiyama T, Yoshihara Y (2017)
An adenosine receptor for olfaction in fish.
Curr Biol 27: 1437-1447.
Yabuki Y, Koide T, Miyasaka N, Wakisaka N, Masuda M, Ohkura M, Nakai J, Tsuge K, Tsuchiya S, Sugimoto Y, Yoshihara Y (2016)
Olfactory receptor for prostaglandin F2α mediates male fish courtship behavior.
Nat Neurosci 19: 897-904.