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Role of the cerebellum in cooperation and empathy

Research Project

Project/Area Number 23K27471
Project/Area Number (Other) 23H02780 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 51010:Basic brain sciences-related
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

國松 淳  筑波大学, 医学医療系, 助教 (50632395)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小金澤 禎史  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80431691)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywords霊長類 / 眼球運動 / 呼吸 / 社会行動 / 小脳 / 共感 / 社会性
Outline of Research at the Start

社会性行動の障害を特徴とする発達障害の一つである自閉症スペクトラム症(ASD)は、小脳の細胞の異常と関連する特定遺伝子などの分子病態が明らかになりつつある。しかしながら、小脳が社会性機能に果たす役割についての理解が乏しいため、ASD病態理解において大きなギャップが存在している。本研究課題では、協同性や共感を含む社会性行動遂行中のマカクザルからの小脳外側部の神経活動記録および最新の経路選択的な神経活動操作技術を適用することにより、社会性機能実現のための小脳の神経機構を明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、協同性や共感を含む社会性行動の遂行中の非ヒト霊長類の小脳外側部の神経活動記録および最新の経路選択的な神経活動操作技術を適用することにより、社会性機能実現のための小脳の神経機構を明らかにすることを目指す。
当該年度においては、2頭のサルを同時に実験に供するための設備を進めてきた。予備的な実験では、自発的なサルの呼吸を指標として共同性について検証を行い、一定の成果を得ている。また、これと並行して高次機能における小脳の役割についても実験を行った。この実験では、視覚刺激と眼球運動の方向を連合してサルが記憶する課題を用いている。すでに1頭目のサルからの神経活動記録を終了しており、この成果については国際学会で発表を行った。現在、国際論文への投稿に向けて準備を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究計画の開始1年目である令和6年度は、2頭のサルを向き合わせて実験を行うことができる設備や、2頭から同時に呼吸を測定する温度センサーなど、研究遂行に必要な実験設備の整備を行うことができた。更に、動物への外科的手術や初期訓練を終了させ、行動課題の訓練を進めている。試行錯誤を繰り返す中で、行動課題の細かなパラメータの決定に必要な行動データが徐々に集まってきている。また、複数頭を用いた実験を毎日行うのは動物にもコストがかかるため、サルを模したデバイスを用いた方法も検討している。

Strategy for Future Research Activity

サルの行動データについては徐々に集まりつつあるが、サル同士の社会的な関係やヒエラルキーでその協同性や共感性が異なる可能性がある。そこで、次年度は個体ごとの関係性も配慮したうえでその詳細を明らかにしていく。追加の動物が8月に搬入される予定になっており、検疫等が終了して使用できるようになり次第、初期訓練を開始する。また、連合学習における小脳の役割について、再現性を確認するために2頭目のサルからの神経活動記録を開始する。今年度中に実験を終わらせ、国際雑誌に論文を投稿する。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Dynamic prospect theory: Two core decision theories coexist in the gambling behavior of monkeys and humans2023

    • Author(s)
      Tymula Agnieszka、Wang Xueting、Imaizumi Yuri、Kawai Takashi、Kunimatsu Jun、Matsumoto Masayuki、Yamada Hiroshi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 20 Pages: 7972-7972

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade7972

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stable Neural Population Dynamics in the Regression Subspace for Continuous and Categorical Task Parameters in Monkeys2023

    • Author(s)
      Chen He、Kunimatsu Jun、Oya Tomomichi、Imaizumi Yuri、Hori Yukiko、Matsumoto Masayuki、Minamimoto Takafumi、Naya Yuji、Yamada Hiroshi
    • Journal Title

      eneuro

      Volume: 10 Issue: 7 Pages: 16-23

    • DOI

      10.1523/eneuro.0016-23.2023

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct roles of the orbitofrontal cortex, ventral striatum, and dopamine neurons in counterfactual thinking of decision outcomes2023

    • Author(s)
      M. Yun, M. Nejime, T. Kawai, J. Kunimatsu, H. Yamada, HR. Kim, and M. Matsumoto
    • Journal Title

      Science advances

      Volume: 9(32) Issue: 32 Pages: 2831-2831

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh2831

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cognitive signals in the cerebellar dentate nucleus contribute to the associative learning2023

    • Author(s)
      Akiyama Y, Yamada H, Matsumoto M, Kunimatsu J.
    • Organizer
      The 52th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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