2018 Fiscal Year Annual Research Report
Deep brain oscillation and motor control in primate and rodent models
Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
Project/Area Number |
15H05873
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Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
Principal Investigator |
南部 篤 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (80180553)
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Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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Keywords | 脳、神経 / 脳神経疾患 / ソフトコンピューティング / 神経科学 / 生理学 |
Outline of Annual Research Achievements |
霊長類、げっ歯類モデルでの脳深部振動と運動制御に関して、以下の研究を行った。 パーキンソン病の病態生理に関して、これまで大脳基底核や視床の神経活動が調べられており、平均発射頻度の変化や発射パターンの変化などが報告されてきた。しかし、大脳基底核をめぐる情報伝達の変化がより重要ではないかと考え、本実験を行った。ドーパミン神経毒であるMPTPをニホンザルに投与し、パーキンソン病モデルサルを作製した。また、あらかじめ、大脳皮質一次運動野、補足運動野の上肢領域に刺激電極を埋めておいた。覚醒下で淡蒼球外節および内節に記録電極を挿入、神経活動を記録し、大脳皮質一次運動野、補足運動野を電気刺激することにより反応を記録した。(1)正常なサルにおいては大脳皮質を電気刺激すると、淡蒼球外節/内節は早い興奮―抑制―遅い興奮からなる3相性の応答が記録できる。パーキンソン病においては、淡蒼球内節では抑制が減少し、淡蒼球外節では遅い興奮が増大していた。(2)L―ドパを全身投与すると、サルのパーキンソン病症状は改善するが、それに伴って、淡蒼球内節では抑制が回復し、淡蒼球外節の遅い興奮が減少した。(3)視床下核にムシモルを注入して神経活動をブロックしても、パーキンソン病症状が改善するが、それと同時に大脳皮質由来の淡蒼球内節での抑制が回復した。大脳皮質由来の淡蒼球内節での抑制は大脳皮質―線条体―淡蒼球内節路(直接路)を介しているが、この抑制が投射先である視床の脱抑制を引き起こし、運動を惹起していると考えられる。パーキンソン病においては、この抑制が減少しているため、運動を引き起こせなくなった、即ち無動に至ったと考えられる。また、L-ドパ療法や視床下核のブロックにおいては、淡蒼球内節の抑制が回復することによって症状が改善すると考えられる。
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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
霊長類モデル、げっ歯類モデルを使った研究が順調に進んでいる。とくにパーキンソン病の病態メカニズムや治療法について新たな知見を得ることができた。
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Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果をとりまとめ、論文化を目指す。
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Research Products
(49 results)
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[Journal Article] Sensory nerve supports epithelial stem cell function in healing of corneal epithelium in mice: the role of trigeminal nerve transient receptor potential vanilloid 4.2019
Author(s)
Okada Y, Sumioka T, Ichikawa K, Sano H, Nambu A, Kobayashi K, Uchida K, Suzuki Y, Tominaga M, Reinach PS, Hirai SI, Jester JV, Miyajima M, Shirai K, Iwanishi H, Kao WW, Liu CY, and Saika S
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Journal Title
Lab Invest
Volume: 99
Pages: 210-230
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Two-photon imaging of neuronal activity in motor cortex of marmosets during upper-limb movement tasks.2018
Author(s)
Ebina T, Masamizu Y, Tanaka YR, Watakabe A, Hirakawa R, Hirayama Y, Hira R, Terada S, Koketsu D, Hikosaka K, Mizukami H, Nambu A, Sasaki E, Yamamori Y, Matsuzaki M
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 9
Pages: 1879
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Monitoring and updating of action selection for goal-directed behavior through the striatal direct and indirect pathways.2018
Author(s)
Nonomura S, Nishizawa K, Sakai Y, Kawaguchi Y, Kato S, Uchigashima M, Watanabe M, Yamanaka K, Enomoto K, Chiken S, Sano H, Soma S, Yoshida J, Samejima K, Ogawa M, Kobayashi K, Nambu A, Isomura Y, Kimura M
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Journal Title
Neuron
Volume: 99(6)
Pages: 1302-1314.e5
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] New neurons use Slit-Robo signaling to migrate through the glial meshwork and approach the lesion for functional regeneration.2018
Author(s)
Kaneko N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Nguyen HB, Thai TQ, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
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Journal Title
Sci Adv
Volume: 4(12)
Pages: eaav0618
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Elucidation of motor control mechanism using genetically mice harboring tetracycline regulated expression on D1/D2 dopamine receptors2018
Author(s)
Sasaoka T, Sato A, Chiken S, Okubo T, Abe M, Kawamura M, Saito N, Oda K, Sakuma T, Uchiyama S, Abe M, Tanaka M, Yamamoto Y, Jimbo Y, Sato T, Fujisawa N, Sakimura K, Nambu A
Organizer
第41回日本神経科学大会(神戸)
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[Presentation] Identification of indirect pathway neurons and dopaminergic innervation in the rat dorsal striatum2018
Author(s)
Nonomura S, Kato S, Iguchi Y, Nishizawa K, Sakai Y, Kawaguchi Y, Nambu A, Watanabe M, Kobayashi K, Isomura Y, Kimura M
Organizer
第41回日本神経科学大会(神戸)
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[Presentation] Silencing of FUS in common marmoset caudate induces shortening of fiber tracts accompanied with glial inflammation2018
Author(s)
Endo K, Ishigaki S, Watanabe H, Masamizu Y, Hatanaka N, Hata J, Watakabe A, Matsuzaki M, Nambu A, Okano H, Yamamori T, Katsuno M, Sobue G
Organizer
第41回日本神経科学大会(神戸)
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