2016 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms of temporal monitoring and prediction
| 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, 医学研究科, 教授 (90301887)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 計時 / 感覚予測 / 大脳小脳ループ / 大脳基底核ループ / 小脳歯状核 / 線条体 / 霊長類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
感覚予測と計時の神経機構をそれぞれ欠落オドボール課題と時間生成課題を訓練したサルで調べている。4年目となる平成28年度は、前年度までに得られた結果の一部を論文として発表し、また、さらに実験を継続することで新たな発見があった。
オドボール課題を用いた研究では、小脳核の電気刺激によって欠落検出を促進することを英文論文として発表した（Uematsu et al., 2017）。同大学院生とともに行った小脳核の薬理実験についても現在、論文作成中である。また、修士課程の学生が同じ課題で線条体の神経活動を調べており、平成28年度に国際学会で発表した。
時間生成課題を用いた研究に関しては、線条体の薬理実験と小脳核の神経活動について論文を発表した（Kunimatsu & Tanaka, 2016; Ohmae et al., 2017）。現在、線条体と小脳の神経活動と不活化効果を比較した論文を作成中である。また、博士課程学生が同課題を用いて計時と瞳孔径の相関を見出して論文発表した（Suzuki et al., 2016）。また、同学生が線条体のLFPと計時の相関を発見し、国際学会で発表している。さらに、これらの研究を飛躍的に発展させる可能性のある分子ツールの導入を進めており、現在、視床の光刺激を行っている。
また、新たな実験として、同期運動に関した行動実験や、ノルアドレナリンの経口投与による計時変化の解析を行い、いずれに関しても論文投稿中である。また、軌道予測のタイミングに関した行動実験に関しても、すでにデータ解析を終えて論文作成に着手している。
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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
少しずつ研究成果が原著論文の形になってきている。小脳核の薬理実験に関しても十分なデータが得られ、論文作成にまでこぎつけることができた。平成27年度の追加支援によって調達することができた多チャンネル増幅器を用いた集合電位記録に関しても、生成する時間長と低周波数帯域のパワーが相関することを新たに発見することができ、学会発表を行っている。オドボール課題に応答する線条体の神経活動についても、定量的な解析に足るデータが集積しつつあり、これについても学会発表を行った。光遺伝学的手法を組み合わせた研究も少しずつであはあるが進展がみられる。行動実験も順調で、現在、2本の論文を投稿している。視床の生理学実験と軌道予測の行動実験に関しては、担当していた学生の休学や他大学への進学によってやや滞っている。このように、メインの実験データが着実に蓄積されつつあり、今後の論文業績も見込まれ、研究は最終年度に向けて順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成29年度は、これまでに行った研究成果の論文発表を行うとともに、進行中の実験のデータ収集を急ぐ。
欠落オドボール課題を用いた感覚予測の研究では、小脳核の薬理実験を今年度前半中に論文投稿する。線条体の神経活動についても、平成29年度中の論文投稿を目指す。現在は新たな行動課題も盛り込んでおり、小脳核と線条体の比較、手と眼の運動の比較なども継続して行っていく。時間生成課題を用いた計時に関した研究では、線条体と歯状核の神経活動の比較についての論文、線条体の局所場電位記録の論文を作成する。光遺伝学を用いた研究については、本課題終了時までにまとめることはできないと考えられるが、密接に関連した重要な研究であり、平成29年度末まで実験を継続する。脊髄小脳変性症の行動解析・画像解析についても、すでに論文作成にとりかかっており、平成29年度内に論文発表することを目指す。平成29年度にこれまでの研究成果についての日本語総説を本領域の特集号として出す予定であり、また、9月には2度目の国際シンポを開催し、国内外の研究者に向けて成果を発信する。
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[Presentation] Subcortical mechanism of self-timing.2017
Author(s)
Tanaka, M.
Organizer
The 12th International Basal Ganglia Society Meeting (IBAGS2017) Session 3: Neurophysiology and behavior in non-human primates
Place of Presentation
Fiesta Americana Merida(Merida, Mexico)
Year and Date
2017-03-26 – 2017-03-30
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] サルとヒトの同期運動2016
Author(s)
竹谷隆司、亀田将史、田中真樹
Organizer
平成28年度日本生理学会北海道地方会
Place of Presentation
札幌医科大学（北海道・札幌市）
Year and Date
2016-09-10 – 2016-09-10
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