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日本人論文紹介:詳細

2021/06/22

神経ネットワークの動的構造を捉える高速・高解像度・広視野 2光子顕微鏡

論文タイトル
Fast, cell-resolution, contiguous-wide two-photon imaging to reveal functional network architectures across multi-modal cortical areas
論文タイトル(訳)
神経ネットワークの動的構造を捉える高速・高解像度・広視野 2光子顕微鏡
DOI
10.1016/j.neuron.2021.03.032
ジャーナル名
Neuron
巻号
Neuron VOLUME 109, ISSUE 11, P1810-1824.E9, JUNE 02, 2021
著者名(敬称略)
太田 桂輔 村山 正宜
所属
理化学研究所 脳神経科学研究センター 触知覚生理学研究チーム

抄訳

脳はさまざまな領域の集合体であり、領域間の相互作用により脳機能が発現すると考えられている。しかしながら、多領域から神経細胞の活動を計測できる顕微鏡は存在せず、広域ネットワークの機能的構造は不明であった。今回、我々は低倍率かつ高開口数を満たす大型対物レンズ、大口径・高感度・高出力光検出器を開発することで、広視野・高解像度・高速撮像・高感度・無収差を同時に満たす2光子顕微鏡「FASHIO-2PM(fast-scanning high optical invariant two-photonmicroscopy)」を開発した。マウス大脳皮質2層に存在する1万6000個以上の神経細胞の活動を、9mm2(従来の36倍)の単一視野面から7.5Hzの撮像速度で高感度に測定することに成功した。単一神経細胞の活動に基づくネットワークを解析したところ、脳はスケールフリーネットワークではなくスモールワールドネットワークであることが明らかになった。同時に長距離の機能的結合も含め100以上の細胞と協調的に活動する非常にレアなハブ細胞(存在確率は1%未満)の存在も明らかにした。

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