全脳神経活動可視化と光遺伝学による幻覚の脳神経メカニズムの探求
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21K18242
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
那波 宏之 和歌山県立医科大学, 薬学部, 教授 (50183083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菱田 竜一 新潟大学, 脳研究所, 准教授 (90313551)
難波 寿明 和歌山県立医科大学, 薬学部, 講師 (90332650)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥25,610,000 (Direct Cost: ¥19,700,000、Indirect Cost: ¥5,910,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
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| Keywords | 統合失調症 / モデル動物 / 幻聴 / カルシウムイメージング / 一次聴覚野 / 細胞外記録 |
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| Outline of Research at the Start |
幻聴や幻覚は、実際の感覚刺激のないときに起きる偽の知覚で意味を有するもの定義されるが、神経科学的機序は全く不明であった。幻聴や幻覚は統合失調症に代表される精神病だけでなく、認知症などでも起きる病態の一つで、患者を深く悩ませている。最近の脳機能画像研究から、幻聴や幻覚を体験しているときには偶発的な大脳皮質の活動があること、また、我々に統合失調症動物モデルでも同様の偶発的神経活動が観察されていることが判明している。この偶発的神経活動の特徴をを最新の脳活動イメージング法で捉え、光遺伝学法による神経刺激法を駆使することでその再現を目指したい。これらの実験を通して「幻覚の脳科学」の謎に迫る計画である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年のヒト脳機能画像研究から、幻聴、幻覚に代表される感覚の偽認知には、一次もしくは周辺二次感覚皮質の異常発火が関与しているとされるが、この仮説を神経科学的に実証する手段はなかった。そこで、幻覚研究のための動物モデル確立とその評価のための計測システムの構築を目指し、GCAMPカルシウムセンサーを用いた脳活動可視化システムをモデル動物に適用し、幻聴や幻覚に対する大脳皮質活動パターンの特徴を捉える計画を立案した。
初年度には、無感覚刺激下での大脳皮質活動をマクロレベルとミクロレベルで観測できるカルシウムイメージングシステムを、前者はBrainVISION社のマクロ蛍光顕微鏡THTシリーズ、後者はInscopix社内視鏡型蛍光顕微鏡NVueを基に構築した。実験対象となる高速型カルシウムセンサーGCAMP8を発現するTGラットの繁殖とその評価を行った。結果、当該TGラットは特異的なGCAMP8脳内発現制御が可能で、十分な神経活動依存的蛍光変化を呈することを確認できた。加えて、幻覚・幻聴に対する自発的神経活動が低シグナルである可能性も考慮して、高感度型GCAMP6Sを発現できるTGラットの作製に着手した。当該遺伝子発現ベクターを設計し、そのTGラットの作製を作製を外部委託した。幻覚誘発剤などによる大脳皮質活動変化のカルシウムイメージング実施するに先立ち、NMDA受容体阻害剤やドパミンアゴニストで誘発される自発的神経活動を計測中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度には研究代表者の所属機関の移籍とそれにともなう必要機器や実験動物の移設があったため、実験計画に少し遅れを生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
移籍先の新設機関でも当該遺伝子組み換えラットの繁殖が進み、十分な実験動物を確保できるようになってきたので、計画スケジュールの回復に努めたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
