2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | The Science of Mental Time: investigation into the past, present, and future |
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| Project/Area Number |
25119005
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田中 真樹 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90301887)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 計時 / リズム / 大脳小脳連関 / 基底核ループ / 霊長類 / 脊髄小脳変性症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主にサルを用いて計時と予測に関係した神経機構を２種類の行動課題を用いた実験で調べている。第一の行動課題では、一定の時間間隔で現れる視聴覚刺激の不意の欠落を検出させるが（欠落オドボール課題）、これには試行ごとに異なる刺激間隔を学習し、次に現れる刺激のタイミングを予測し、欠落に対して予測誤差の信号を生成する必要がある。これまでに刺激の時間間隔によって応答を変化させるニューロン群を小脳歯状核に見いだしており、本研究ではこれらを記録しながら微量の薬剤を投与しりことで、小脳における時間情報の生成機構を調べている。また、小脳の投射先である運動性視床の神経活動を解析することにより、これらの信号がどのように行動の制御に利用されているか調査している。また、第二の課題では、手がかり刺激の提示後、一定の経過時間の後に自発的に眼球運動を行わせる。この課題の際に、漸増する準備活動が基底核（線条体）および小脳核（歯状核）でみられるが、両部位の神経活動を比較検討するとともに、その生成機構を探る。さらに、計時と予測に関した行動課題を健常人と神経変性症患者で調べることを行っている。
２年目となるH26年度は、上記の複数の実験を進めた。欠落オドボール課題を用いた研究では、研究協力者の大学院生２名が小脳核と視床からそれぞれ記録実験を行っており、その成果を国内外の学会で発表した。H27年度には別の学生が線条体からの記録を行う予定で準備を開始している。また、時間再現課題に関しては、漸増する神経活動の時間経過について小脳核と線条体の記録実験がほぼ終わり、まとめの段階にある。また、これらの研究を飛躍的に発展させることができる可能性のある分子ツールの導入への準備を行っており、H27年度中にはこれを試行することができると期待している。
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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
欠落オドボール課題を用いた上述の視床に関した実験では、すでに興味深いデータが得られており、まとめの段階に入りつつある。小脳核の実験では、インジェクトロードの改良を重ね、記録中の薬剤投与ができるようになっており、H27年度中にはデータが収集できる目処がたってきた。また、線条体からの記録実験に向けて、順調に訓練を進めている。さらに、健常人でも類似の課題を行い、論文投稿の準備が整いつつある。計時に関した研究では、線条体と歯状核からのニューロン活動のデータはほぼ集まり、線条体への薬物投与の結果と併せて、論文にまとめる準備段階にはいった。今後は同じ課題での集合電位記録や、光遺伝学的手法を組み合わせた研究を進めていく予定である。このように、まだ一部関連した研究課題でしか論文業績が出ていないものの、メインの実験データは着実に集積されており、研究は順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
欠落オドボール課題を用いた研究では、視床の不活化実験を行った上で神経活動についての論文をまとめる。同課題を用いた小脳核の実験は今年度も継続し、線条体からの記録実験も開始する。時間再現課題に関しては、線条体への薬物投与の結果と線条体と歯状核の神経活動の比較についての論文をまとめる。これとともに、線条体の集合電位記録の実験を進める。また、軌道予測を用いた新たな行動課題を用いた探索的な研究を始めており、これも並行して進める。共同研究を通じた分子ツールの適用も準備を進め、脊髄小脳変性症の行動解析・画像解析についてもこれまで通り研究を継続する。
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[Presentation] 計時と予測の神経機構2014
Author(s)
田中真樹
Organizer
日本神経回路学会オータムスクール（ASCONE）
Place of Presentation
かたくら諏訪湖ホテル（諏訪市）
Year and Date
2014-11-02
Invited
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