行動神経生理学研究チーム

動物の行動は、神経細胞が外部からの感覚情報や脳の内在情報を処理した結果として実現されると考えられています。しかし、行動のための神経情報処理メカニズムの詳細は不明のままです。そこで当研究チームは行動の脳内神経基盤の解明を目指します。この目的のために、私たちは動物を生きたままの状態で、主に大脳皮質感覚野、運動野と前頭前皮質から単一神経細胞レベル、局所回路レベル、ネットワークレベルで神経活動を観察します。研究には複合的な手法を用います。具体的には従来の電気的記録法と、２光子イメージング法、光ファイバイメージング法やマクロブレインイメージング法などを組み合わせます。さらに行動と神経活動の因果関係を調べるため、脳局所刺激法、薬物投与やオプトジェネティクス法を用います。また必要に応じて新しい技術や装置の開発にも力を注ぎます。

研究テーマ

• 樹状突起によるフィードバック情報とフィードフォワード情報の統合様式の解明
• 局所神経回路による情報処理様式の解明
• 動物行動と神経ネットワーク活動との因果関係の解明
• 新規デバイスの開発

主要論文

1. Lucy M.Palmer, Masanori Murayama, Matthew E. Larkum:
   "Inhibitory Regulation of Dendritic Activity in vivo."
   Front Neural Circuits. 2012;6:26, 2012
2. Lucy M.Palmer, Jan M.Schulz, Sean C.Murphy, Debora Ledergerber, Masanori Murayama, Matthew E. Larkum:
   "The Cellular Basis of GABAb-Mediated Interhemispheric Inhibition"
   Science 24;335(6071):989-93, 2012
3. Masanori Murayama and Matthew Larkum:
   "Fiber-Optic Calcium Monitoring of Dendritic Activity In Vivo"
   Cold Spring Harbor Protocols 1;2012(2):218-25, 2012
4. H. Lütcke*, M. Murayama*, T. Hahn, D.J. Margolis, S. Astori, S.M.A. Borgloh, W. Göbel, Y. Yang, W. Tang, S.: Kügler, R. Sprengel, T. Nagai, A. Miyawaki, M.E. Larkum, F. Helmchen, M.T. Hasan (* Equal contribution)
   "Optical recording of neuronal activity with a genetically-encoded calcium indicator in anesthetized and freely moving mice"
   Frontiers in Neural Circuits, 4;9
5. M. Murayama, E. Pérez-Garci, T. Nevian, T. Bock, W. Senn and M.E. Larkum:
   "Dendritic encoding of sensory stimuli controlled by deep cortical interneurons"
   Nature 457, p1137-1141, 2009
6. M. Murayama and M.E. Larkum:
   "In vivo dendritic calcium imaging with a fiberoptic periscope system"
   Nature Protocols 4, p1551-1559, 2009
7. M. Murayama and M.E. Larkum:
   "Enhanced dendritic activity in awake rats"
   Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106, p20482-20486, 2009
8. M. Murayama, E. Pérez-Garci, H-R. Lüscher and M.E. Larkum:
   "Fiberoptic system for recording dendritic calcium signals in layer 5 neocortical pyramidal cells in freely moving rats"
   Journal of Neurophysiology, 98, p1791-1805, 2007