Multifaceted functional analysis of cerebro-cerebellar connections
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21K06425
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
石川 太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (50547916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志牟田 美佐 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70609172)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 小脳 / 大脳小脳連関 / 光遺伝学 / オプトジェネティクス / 体性感覚 / 運動学習 / 大脳皮質 / 睡眠 / 記憶 |
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| Outline of Research at the Start |
大脳と小脳の機能的な連関は運動制御のみならず高次の認知機能にも関与しているとされる。研究代表者らはこれまでにマウスの大脳から小脳への体性感覚の伝達は、橋核を経由する苔状線維経路と下オリーブ核を経由する登上線維経路の2つの経路によりなされることを明らかにした。本研究ではこれらの経路について、睡眠や覚醒などの脳状態により、信号伝達がどのように変化するかを明らかにする。さらに、体性感覚のタイプの違いによって、大脳から小脳に伝わる信号がどのように異なるかを明らかにする。これらのアプローチにより、大脳小脳連関の機能的基盤の理解を推し進める。
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳から小脳への連絡路には皮質橋小脳路（小脳顆粒細胞層への入力路）と皮質下オリーブ核小脳路（小脳プルキンエ細胞への入力路）という2つの伝達経路がある。本研究では、これらの経路を介して大脳から小脳へ受け渡される信号の特性(エラー信号、環境情報など)が脳状態(睡眠・覚醒)の違いによってどのような影響を受けるのかを明らかにし、運動学習やより高次な行動の制御における大脳と小脳の役割の違いを理解することを目的としている。本年度は、前年度に引き続き、睡眠状態を含む自由行動下において大脳と小脳から同時記録する実験を行った。長時間の自由行動中のマウスの覚醒・睡眠状態を、脳活動と筋電図記録から判別し、覚醒中、睡眠中、麻酔下の3つの脳活動状態で、周波数帯域ごとに各脳領域の電場電位の解析を行い、活動性の相関を解析した。大脳皮質と小脳皮質の間の活動の相関性は覚醒中やレム睡眠時に比べてノンレム睡眠時に最も高くなることが明らかになった。この結果はノンレム睡眠中に大脳小脳連関が活性化していることを示唆している。この結果を海外学会および国内学会で発表した。また、頭部固定マウスから大脳皮質と小脳皮質の多点記録を行いて、光遺伝学的手法を用いて、複数の小脳ニューロンおよび複数の小脳皮質層構造からの記録を行い、小脳の活動のうちで大脳皮質の影響を受ける要素を同定した。これらにより、複数経路を介する大脳小脳経路の活動の特性を探索している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ノンレム睡眠における大脳小脳連関を解析し、学会発表を行うことができた。一方で、他の業務の多忙により、本研究の進行に若干の遅れが生じており、複数経路を介する大脳小脳連関の分離解析に課題が残っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
光遺伝学的手法を用いて大脳小脳連関の複数経路の分離する実験を進める。さらに、これらの活動が行動課題によりどのように変化するかを明らかにしていく。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
