マウスの運動学習時の脳活動と行動を同時記録した大規模データセットを公開~行動変容生物学を加速する国際標準形式のオープンデータ~

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2025-07-29 福井大学

福井大学・東京大学を中心とする国際研究グループは、マウスが水報酬を得るためにレバーを引く課題(オペラント条件付け)を15日間学習する過程で、脳活動と行動を同時記録した大規模データセットを構築・公開しました。25匹のマウスによる全375回のセッションのうち364回を取得し、大脳皮質の広範なカルシウムイメージングと、高速カメラによる身体・顔面・眼球運動、さらに環境パラメータ(温度・湿度・CO₂など)を記録しています。データは国際標準形式 NWB(Neurodata Without Borders)に整理され、約8 TBの生データと解析済みデータがオープンアクセスで提供されます。これにより、世界中の研究者が統一ツールで解析可能となり、行動と脳活動の関係解明や行動変容生物学の発展、さらにはAIを用いた脳機能研究への活用が広がることが期待されています。論文はScientific Data誌に掲載されています。

マウスの運動学習時の脳活動と行動を同時記録した大規模データセットを公開~行動変容生物学を加速する国際標準形式のオープンデータ~
図 1:マウスのレバー引き課題における包括的な行動と神経活動の計測

<関連情報>

広視野カルシウムイメージングとマウスにおけるオペラントレバー引き課題における行動変化を関連付けるマルチモーダルデータセット Multimodal dataset linking wide‐field calcium imaging to behavior changes in operant lever‐pull task in mice

Masashi Kondo,Keisuke Sehara,Rie Harukuni,Ryo Aoki,Shoya Sugimoto,Yasuhiro R. Tanaka,Masanori Matsuzaki & Ken Nakae
Scientific Data  Published:29 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41597-025-05482-y

Abstract

The link between comprehensive behavioral measurements during a behavioral task and brain-wide neuronal activity is an essential strategy to better understand the brain dynamics underlying the emergence of behavior changes. To tackle this, we provide an extensive, multimodal dataset that includes 15 sessions spanning 2 weeks of motor skill learning, in which 25 mice were trained to pull a lever to obtain water rewards. Simultaneous high-speed videography captured body, facial, and eye movements, and environmental parameters were monitored. The dataset also features resting-state cortical activity and sensory-evoked responses, enhancing its utility for both learning-related and sensory-driven neural dynamics studies. Data are formatted in accordance with the Neurodata Without Borders (NWB) standard, ensuring compatibility with existing analysis tools and adherence to the FAIR principles (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable). This resource enables in-depth investigations into the neural mechanisms underlying behavior and learning. The platform encourages collaborative research, supporting the exploration of rapid within-session learning effects, long-term behavioral adaptations, and neural circuit dynamics.

生物工学一般
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