| Project/Area Number |
24K14218
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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 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
米田 貢 金沢大学, 保健学系, 准教授 (70334787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 亮 金沢医科大学, 医学部, 准教授 (30447974)
津野 祐輔 金沢大学, 医学系, 助教 (70827154)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | リハビリテーション / 運動学習 / 行動柔軟性 / 大脳基底核 / ドーパミン / 機械学習 |
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| Outline of Research at the Start |
連続的に生じる行動変容と脳のダイナミクスの関連性の解明は、ヒトの社会適応行動を理
解する上で役立つ。疾患個体の障害は果たして克服できないのか？申請者は、ドーパミンD2受容体欠損マウスは3レバー課題が従来の方法で学習できないことを示したが、新しい学習方法で克服できる可能性を見い出した。この新たな学習方法を確立した上で、治療過程における行動変容が生じた際の脳のダイナミクスを明らかにする。以上より、行動柔軟性の促進に関わる神経回路活動の解析行動変容を創発する脳ダイナミクスの解読とリハビリテーション技術確立に貢献することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
連続的に生じる行動変容と脳のダイナミクスの関連性の解明は、ヒトの社会適応行動を理解する上で役立つ。行動柔軟性の促進あるいは阻害要因に関わる神経基盤の解明はリハビリテーション技術の確立に必須である。本研究では、我々が開発したマウスの順序及び運動学習モデル「3レバーオペラント課題」を用いて、疾患マウスの学習障害克服を目指している。「3レバーオペラント課題」は、3つのレバーそれぞれと餌の関係を学習させる①1レバー課題、3つレバーの順序を学習させる②3レバー課題、さらに②で学習した順序を逆転させる③リバース3レバー課題からなる。
本年度は、以下2つの課題に取り組んだ。
（1）3レバー課題における2レバー課題スケジュールの影響を検討した。従来の1レバー課題（レバーと餌の関係を学習）の後に3レバー課題を行わせるスケジュールと、1レバー課題の後に2レバー課題（2つのレバーの順序を学習）を加えてから3レバー課題を行うを新たな主家ジュールを検討した。2レバー課題を組み入れることで、3レバー課題の初期に同じレバーを続けて押す行動（stay）と別のレバーを押す行動（shift）の出現に違いが生じることが示された。（2）過去のドーパミンD2受容体欠損（D2-KO）マウスのレバー押し行動のパターン解析を行い、3レバー課題の学習阻害要因を調べた。D2-KOマウスはstayの行動がいったん学習されるとその行動の消去が難しいことが示された。一方、stayの行動が習慣化されていない場合はshiftの行動が維持される可能性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
計画では、ドーパミンニューロン特異的にCreを発現したマウス（DAT-Creマウス）に、Cre依存的に発現させるウイルスベクターを局所投与し、ドーパミンニューロンにカルシウムセンサーを発現させる実験系を用いる予定であった。実験機材の価格高騰などの経済的な影響のため、計画実施のための研究環境を整えることが出来なかったため、3レバー課題におけるドーパミン神経活動の計測実験を実施できず計画に遅れが生じた。調整の結果、次年度の実験計画実施の目途が立った。また、D2-KOマウスの学習障害克服のための実験スケジュールの検討を行えたことで、遅れを補い次年度の研究実施の目途を立てることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
過去の実験データから3レバー課題の学習の阻害要因の分析を進めたことで、D2-KOマウスの学習障害克服のためのスケジュール検討が可能になった。3レバー課題における大脳基底核ドーパミン神経活動の計測実験を開始し、細胞体でのシグナル検出、投射先（背内側部・背外側部線条体）でのシグナル検出を検討する。行動柔軟性の促進に関わる神経回路活動の解析行動変容を創発する脳ダイナミクスの解読とリハビリテーション技術確立に貢献することを目指す。
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