霊長類辺縁皮質－ストリオソーム経路の多細胞活動記録法による機能解析
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21K07259
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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 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
雨森 智子 京都大学, 高等研究院, 特別研究員(RPD) (20896980)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 神経生理学 / マカクザル / 大脳基底核 / 線条体 / 多点同時記録法 / 微小電気刺激法 / カルシウムイメージング / ストリオソーム / 不安障害 |
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| Outline of Research at the Start |
霊長類において不安障害に因果的に関わると考えられる神経回路は、大脳皮質－大脳基底核に広く分散し、その下流域に線条体ストリオソーム構造があることがわかってきた。応募者は、不安障害は辺縁皮質によるストリオソーム制御の異常によって引き起こされるという仮説をたてた。これを検証するため、霊長類辺縁皮質と線条体に、記録電極を多数留置し、神経細胞活動を同時記録する。特に、辺縁皮質の局所刺激により「不安状態」を引き起こし、辺縁皮質・線条体ニューロンの同期的活動にどのような変化が引き起こされるかを調べる。最終的には、ヒトの不安障害の治療への寄与を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
霊長類において不安障害やうつに因果的に関わるとされる神経回路は、大脳皮質ー大脳辺縁系にわたり広く分散して存在すると考えられてきた。近年、我々の研究から、これらの回路の下流域に線条体ストリオソーム構造が存在することが明らかになってきた。これまでの一連の研究に基づき、我々は、葛藤状況下で引き起こされる不安は、辺縁皮質や線条体にまたがる神経ネットワークの相互作用、情報伝達の異常によって引き起こされるという仮説をたてた。この仮説を検証するため、葛藤課題中のサルの辺縁皮質と線条体にわたり同時に記録された神経活動と局所電場電位を解析した。解析の結果、嫌悪刺激やその予期など負の情報をコードする神経活動が、腹内側前頭前皮質に多数発見された。また、この腹内側前頭前皮質の微小電気刺激により悲観的な意思決定を誘発し、その際の、背側前頭前皮質、腹内側前頭前皮質、前帯状皮質、線条体にまたがる神経ネットワークの情報の流れを、グレンジャー因果解析を用い調べた。その結果、背側前頭前皮質から辺縁系皮質・線条体への情報伝達が低下していたことを発見した。このことから、背側前頭前皮質から辺縁皮質・線条体へのトップダウン制御が、悲観的な意思決定に関係することがわかった。この結果は霊長類ではじめて、葛藤状況下での悲観的意思決定時の脳ネットワークの変化を示したもので、不安やうつなどの精神疾患の治療にもつながる可能性ある。現在、この解析結果を論文にまとめ、投稿間際である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は辺縁系と線条体から多点同時記録した神経活動と局所電場電位のデータ解析をほぼ終了した。アルファー波・ベータ波のグレンジャー因果解析を行ったところ、悲観的な意思決定時に、背側前頭前皮質から辺縁系皮質・線条体への情報の流れが弱まることを発見した。現在この結果を論文にまとめ、高インパクトファクター雑誌への投稿真近である。また、本年度は、共著者として参加した、マウス歯状回でカルシウムイメージングを行った論文がProceedings of the Natural Academy of Sciences誌に掲載された。MRI中に微小電気刺激を行うセットアップと実験ブースの整備を行い、サルの行動課題の訓練を開始した。以上のことから、研究の進行・出版ともに順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
多点同時記録法で得られた局所電場電位のグレンジャー解析に関するデータ解析・論文執筆を終えたので、高インパクトファクター雑誌への投稿・掲載を行う。同時に研究結果の国際会議での発表を広く行う予定である。前帯状皮質や後部眼窩前頭皮質、島皮質前部がストリオソーム構造に投射していると考えられるので、これらの局所回路と線条体の相互作用を多点同時記録法やイメージング、化学遺伝学を使い精緻に調べる。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
