リズム間引き込み協調の神経回路基盤
Publicly Offered Research
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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| Project/Area Number |
16H01613
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木津川 尚史 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (10311193)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | リズム / Step-wheel / 走行 / 位相 / マウス / 線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、連続運動の中での体の協調の仕組みの解明を目指している。運動個々の神経制御については比較的理解が進んでいるが、脳がそのような神経制御をどのように組み上げているのかは不明な点が多い。ステップホイール装置を用いて複雑な連続ステップをマウスに行わせ、マウス左右前肢ならびに口の動きを解析したところ、それぞれの動作はリズム（周期・位相）により連結されていることが解明された。したがって、連続運動において、周期・位相は体部位間協調における重要なパラメタと考えられる。そこで、周期・位相を表現する神経活動の探索を行った。これまでの研究から、ステップホイールを走行するマウスでは、大脳基底核線条体が活動していることがわかっていたので、その神経活動が周期・位相に関係しているかについて、周期解析用、位相解析用のペグパターンでマウスを走行させ、得られた神経活動を解析した。その結果、線条体神経細胞のうち、運足に反応する神経細胞の多くが周期・位相に反応して活動していることを見出した。具体的には、線条体神経細胞が①至適なタッチ間隔をもっていること（至適間隔）、②タッチ間隔のなかで特定の位置で最も活動しやすいという性質をもっていること（至適位相）、③至適位相は左右の前肢で異なっていること、を明らかにできた。
また、線条体の神経活動がどのように連続ステップを構築しているのかについて理解するために、線条体神経細胞を光刺激することによる走行への影響を解析した。線条体に存在する神経細胞サブタイプ（コリン性神経細胞、直接路、間接路神経細胞など）にCreを発現するトランスジェニックマウスにAAVを感染させ、チャネルロドプシン２（ChR2）やアーキロドプシン（Arch）を発現させ、走行を解析した。結果、特定の条件下で、運足の間隔が変化することを見出し、線条体が周期制御に直接関与している可能性を示した。
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| Research Progress Status |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Learning new sequential stepping patterns requires striatal plasticity during the earliest phase of acquisition2017
Author(s)
Nakamura, T., Nagata, M., Yagi, T., Graybiel, AM., Yamamori, T., Kitsukawa, T.
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Journal Title
Eur J Neurosci.
Volume: 45
Issue: 7
Pages: 901-911
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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