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Neural mechanism of attention based on the structure of the thalamic reticular nucleus

Research Project

Project/Area Number 17K07081
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nerve anatomy/Neuropathology
Research InstitutionWakayama Medical University

Principal Investigator

Kimura Akihisa  和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (20225022)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Keywords視床網様核 / 聴覚 / 視覚 / 体性感覚 / 感覚統合 / 視床核 / 大脳皮質前頭前野 / 注意 / 高次脳機能 / 注意制御機構 / 外側膝状核 / 側坐核 / 大脳皮質 / 神経科学 / 感覚情報処理 / 視床
Outline of Final Research Achievements

Thalamic reticular nucleus, which modulates thalamic sensory processing through its inhibitory projections to thalamic nuclei, is considered to regulate attention and perception. In the present study, examination of single cell activities revealed cross-modal sensory interactions in the first-order sensory thalamic nuclei that are considered to subserve uni-modal sensory processing. Along with this finding, examination of spatio-temporal structures of auditory processing in the thalamic reticular nucleus clarified how sensory inputs interact in the thalamic reticular nucleus and suggested the existence of neural organization that implements cross-modal sensory interactions in the first-order sensory thalamic nuclei through the thalamic reticular nucleus. Further, it was indicated that activation of the prefrontal cortex affects sensory responses of thalamic reticular nucleus cells.Higher brain functions could regulate thalamic sensory processing through the thalamic reticular nucleus.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究結果は、1)視床核と大脳皮質領域から興奮性入力を受け、視床の感覚情報処理を抑制制御する視床網様核が、視床における異種感覚の情報統合に深く関与すること、2)高次脳機能(大脳皮質前頭前野)が視床網様核を介して視床の感覚情報処理を制御し得ることを示す。これらは、外部(環境)からの様々な感覚情報と脳内の高次脳機能出力(意図など)が視床網様核で接合し、視床、及び、視床と大脳皮質が構成するループ回路における感覚情報処理に作用、注意や知覚を制御する神経機構が存在することを示唆する。この制御機構は、意識の神経基盤を構成し、その機能不全が、精神神経疾患において認める注意や知覚の障害に深く関与すると考える。

Report

(8 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Alterations of sensory cell activity in the thalamic reticular nucleus by prefrontal cortex activation in anesthetized rats2023

    • Author(s)
      Akihisa Kimura
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 58 Issue: 2 Pages: 2469-2503

    • DOI

      10.1111/ejn.16051

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    • Journal Title

      日本音響学会聴覚研究会資料

      Volume: 53 Pages: 151-156

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    • Author(s)
      木村晃久
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 475 Pages: 10-51

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2021.08.027

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    • Author(s)
      Kimura Akihisa
    • Journal Title

      Journal of Comparative Neurology

      Volume: - Issue: 11 Pages: 1917-1941

    • DOI

      10.1002/cne.24865

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    • Author(s)
      木村晃久、井辺弘樹
    • Journal Title

      日本音響学会聴覚研究会資料

      Volume: 49 Pages: 137-142

    • NAID

      40022010251

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      木村晃久、井辺弘樹
    • Journal Title

      日本音響学会聴覚研究会資料

      Volume: 48 Pages: 261-266

    • NAID

      40021662500

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    • Author(s)
      Kimura Akihisa、Imbe Hiroki
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 372 Pages: 161-180

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2017.12.051

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    • Author(s)
      木村晃久、井辺弘樹
    • Journal Title

      日本音響学会聴覚研究会資料

      Volume: 47 Pages: 213-218

    • NAID

      40021266382

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  • [Presentation] 大脳皮質前頭前野の活性化による視床網様核細胞の音反応の変化2019

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  • [Presentation] 視床網様核における異なる周波数の音入力の干渉2019

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      木村晃久、井辺弘樹
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      第42回日本神経科学大会
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  • [Presentation] 2音時間差刺激による視床網様核細胞の音反応の変化2018

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      日本音響学会聴覚研究会
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  • [Presentation] 2音時間差刺激による視床網様核細胞の音反応の変化2018

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      木村晃久、井辺弘樹
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  • [Book] 臨床動作分析 PT・OTの実践に役立つ理論と技術2018

    • Author(s)
      木村晃久 編集:冨田昌夫 竹中弘行 玉垣 勉
    • Total Pages
      428
    • Publisher
      三輪書店
    • ISBN
      9784895906265
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      2018 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2025-01-30  

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