Research

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Behavioral experiments / 行動実験

Behavioral training

Operant tasks: Nose poke for reward delivery with footshock.
オペラント条件付けなど行動実験と電気生理学記録とを組み合わせることで、ある行動に特異的な脳活動を抽出可能です。

Keywords: Reward, Punishment, pyControl, NI DAQ, OpenEphys

Publications: Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Behavioral measurements​

Open field test, Elevated Plus Maze, Place preference, Linear track, Sensory test

Keywords: OptiMouse, DeepLabCut

Publications: Takeuchi Y et al, Neuropharmacology 2007; Takeuchi Y et al, eNeuro 2017; Nagy A et al, PLoS Biol 2018

Neural activity recording / 神経活動の記録

In vivo electrophysiology

Chronic large-scale silicon probe or wire electrode recordings from freely-moving animals. In vivo whole-cell patch-clamp recordings from head-fixed animals.
行動の背後にある神経回路ダイナミクスを記録するため、自由行動下の動物から大規模細胞外記録を行っています。麻酔下または覚醒下で頭部を固定して細胞外記録を行うこともあります。全細胞パッチクランプ記録などの細胞内記録は、頭部を固定した状態で行います。

Keywords: Silicon probes, Local field potential, Unit recordings, Spike sorting, Microelectrodes, Patch-clamp recordings

Publications: Takeuchi Y et al, eNeuro 2017; Vöröslakos M et al, Nat Commun 2018; Nagy A et al, PLoS Biol 2018; Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

In vitro electrophysiology

Slice-patch clamp recordings are used for investigation of synaptic transmissions, synaptic connections etc.
シナプス伝達効率やシナプス結合の配線様式など神経回路の機能構造を詳しく調べたい時は、スライスパッチクランプ法などin vitroの記録を行います。

 

A whole-cell patch-clamp recording from a thalamic neuron in acute slice depolarized with acetylcholine application

Keywords: Whole-cell patch-clamp recordings,  Membrane potentials, Action potentials, Synaptic transmission

Publications: Takeuchi Y et al, J Neurosci 2012; Takeuchi Y et al, J Neurosci 2014; Takeuchi Y et al, eNeuro 2017

Manipulation and intervention of neuronal activities / 神経活動の操作・介入

Optogenetics

For manipulation of neuronal activities in a temporally precise manner.
光遺伝学により、神経活動を高い時間解像度で操作可能です。

Keywords: ChR2, iC++, Laser diodes, Optical cannula, Optorode, Adeno-associated virus vectors

Publications: Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Chemogenetics

For continuous manipulation of neuronal activities.
化学遺伝学により、神経活動に長時間介入することが可能です。

Keywords:  hM3Dq, hM4Di, Clozapine N-Oxide, Adeno-associated virus vectors

Non-invasive brain stimulation

For human applications.
ヒトに応用可能な新しい脳活動介入法を研究開発しています。

Intersectional Short Pulse stimulation: a focused transcranial electrical stimulation technology. (A) Principle of Intersectional Short Pulse (ISP) stimulation. (B) Expansion of ISP technology for multiple focusing points with two distinct stimulus waveforms (green and magenta in the left). After Takeuchi Y and Berényi A, Neurosci Res 2020.

Keywords:  Transcranial Electrical Stimulation, Intersectional Short Pulse stimulation, transcranial Focused Ultrasound Stimulation, Deep Brain Stimulation

Publication: Vöröslakos M et al, Nat Commun 2018; Takeuchi Y and Berényi A, Neurosci Res 2020

Real-time signal processing

For on-demand stimulation.
実時間シグナル処理を行って特定の脳活動に特異的に介入することで、新しい神経科学的問いに答えようとしています。

 

Real-time closed-loop interventions of brain activities. After Takeuchi Y and Berényi A, Neurosci Res 2020.

Keywords: Real-time singal processing, Field-Programmable Gate Array

Publication: Takeuchi Y and Berényi A, Neurosci Res 2020; Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Neuroanatomical methods / 神経解剖学的手法

Immunohistochemistry

For localization of molecules in tissues.
免疫組織化学染色法により、標的タンパク質を組織内で可視化することが可能です。

 

Keywords: Antibody, Microtomes, Cryostats

Publications: Takeuchi Y et al, J Neurosci 2014, Takeuchi Y et al, eNeuro 2017; Nagy A et al, PLoS Biol 2018; Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Neurotracing

For morphology of dendrites, axonal projections.
樹状突起や軸索など神経細胞の構造を可視化するため、順行性・逆行性神経トレーサーを用います。

Keywords: Biotinylated Dextran Amine, Cholera Toxin B subunit,  Biocytin, DiI, DiO, DiD, Fluorogold, Wheat Germ Agglutinin

Publications: Takeuchi Y et al, J Neurosci 2014, Takeuchi Y et al, eNeuro 2017, Takeuchi Y et al, MethodsX 2018; Nagy A et al, PLoS Biol 2018

Transgenic animals

For cell-type specific knock-out, knock-in etc.
細胞種特異的な遺伝子導入や遺伝子欠損のため、遺伝子改変動物を用います。

Krox20-Ai14 mice (Takeuchi Y et al, eNeuro 2017)

Keywords: Mice, Rats, Cre-loxP, BAC, CRISPR-Cas9, PCR

Publications: Takeuchi Y et al, J Neurosci 2014; Takeuchi Y et al, eNeuro 2017; Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Viral vectors

For brain region specific gene transduction.
脳部位特異的な遺伝子導入や遺伝子欠損のため、ウイルスベクターを用います。

Keywords: Adeno-Associated Virus vectors, Lenti-Virus vectors

Publications: Takeuchi Y et al, Brain (Oxford), in press

Other research skills / その他の実験技術

Electronics

DIY if necessary.
必要に応じて工作を行っています。

Keywords: CAD, EAGLE, TINA, Gerber, PCB,  Microcomputer

Repository: figshare

Statistics, Machine learning

Basic biostatistics, Machine learning.
基礎的な統計解析や機械学習を用いています。

Keywords: Biostatistics, Machine learning, Cross-Spectral Factor Analysis

Repository: GitHub

Programming

Python and MATLAB for control and data analyses.
主にPythonとMATLABを用いています。

Keywords: Python, MATLAB, C/C++

Repository: GitHub