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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Functional dynamics of the cortical network regulating emotion and attention

Planned Research

Project AreaMechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
Project/Area Number 26112009
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

筒井 健一郎  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90396466)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 臼井 信男  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40752118)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords神経科学 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質表面電位
Outline of Annual Research Achievements

情動制御の神経機構:サル3頭について、内側前頭連合野に対して低頻度経頭蓋磁気刺激を施して、抑うつ症状が誘発された状態を実験条件、頭皮表面に貼り付けた電極に通電するシャム刺激を行って健常な情動を保っている状態を統制条件として、機能的MRIの撮像を行った。実験条件と統制条件における安静時脳活動を比較したところ、実験条件において、内側前頭皮質を中心として賦活が低下するとともに、同領域とデフォルト・モードネットワークとの機能的結合性が上昇していることが明らかになった。これにより、内側前頭皮質を中心とした異常な活動が脳全体の神経ネットワークの活動バランスに悪影響を及ぼし、その結果として抑うつ状態が誘発されていることが示唆された。
注意の神経機構:硬膜下に電極シートを埋め込んだ2頭のサルより、遅延反応課題を遂行中に皮質表面電位を記録した。また、種間比較のため、同様の課題を遂行中のラット5匹についても、皮質表面電位を記録した。記録されたデータについて、グレンジャー因果解析を施したところ、サル・ラットのいずれにおいても、視覚刺激の呈示期には後頭葉から頭頂葉に向かう情報の流れが、遅延期間には、前頭葉から頭頂葉に向かう情報の流れがあることが明らかになった。これにより、視空間ワーキングメモリを実現するために、前頭連合野から頭頂葉へのトップダウンシグナルが重要な役割を果たしていることが示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Behavioral evidence for the use of functional categories during group reversal task performance in monkeys.2018

    • Author(s)
      Hosokawa T, Honda Y, Yamada M, Romero MDC, Iijima T, Tsutsui KI* (*correspondence author)
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 26;8(1) Pages: 15878

    • DOI

      10.1038/s41598-018-33349-3.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intrinsic Projections of Layer Vb Neurons to Layers Va, III, and II in the Lateral and Medial Entorhinal Cortex of the Rat.2018

    • Author(s)
      Ohara S, Onodera M, Simonsen OW, Yoshino R, Hioki H, Iijima T, Tsutsui KI*, Witter MP* (*shared senior author)
    • Journal Title

      Cell Rep.

      Volume: 3;24(1) Pages: 107-116

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.06.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sex Differences in Risk Preference and c-Fos Expression in Paraventricular Thalamic Nucleus of Rats During Gambling Task.2018

    • Author(s)
      Ishii H, Onodera M, Ohara S, Tsutsui KI, Iijima T.
    • Journal Title

      Front Behav Neurosci.

      Volume: 12 Pages: 68

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2018.00068. eCollection 2018.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] rTMSを用いたサル内側前頭皮質における気分・情動制御メカニズムの探索2018

    • Author(s)
      中村晋也、筒井健一郎
    • Journal Title

      臨床精神医学

      Volume: 47(8) Pages: 883-887

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Trans-cranial magnetic stimulation (TMS): a powerful tool for neuromodulation and functional mapping of the cerebral cortex2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      東北大学未来型医療創造卓越大学院プログラムキックオフシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): a powerful neural intervention tool to explore the brain2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      AMED-DFG workshop in Tuebingen "New directions in systems neuroscience exploring the basis for future translation"
    • Invited
  • [Presentation] Low-frequency rTMS to ventral medial frontal cortex induces depression-like behavioral and physiological state in monkeys2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      International Brain Stimulation Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Function of the primate medial frontal cortex in the control of mood and affect: an rTMS study2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 生物学的精神医学・精神化学学会 学会内シンポジウム2018

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      Pioneering a new field of translational primate research by TMS
    • Invited
  • [Presentation] Role of Primate Medial Frontal Cortex in Control of Mood and Affective State: An rTMS Study2018

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      生理学研究所-チュービンゲン大学合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] Looking into mindthrough the structure and functionof neural circuits in the brain2018

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      東北大学-ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン合同シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激によるサル精神疾患モデル2018

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      新学術領域「適応回路シフト」成果報告シンポジウム 「脳の機能、病態、回復を発現する神経回路ネットワーク」
    • Invited
  • [Presentation] Dynamics of large-scale brain network for visuospatial working memory in rats studied by multi-channel simultaneous recording2018

    • Author(s)
      Ohi M, Oyama K, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Changes of electrocorticogram (ECoG) signals induced by repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in monkeys2018

    • Author(s)
      Ogawa K, Nakamura S, Hosokawa T, Iijima T, Nishimura Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Effects of rTMS to medial frontal cortex on competitive food-picking behavior in monkeys2018

    • Author(s)
      Hosokawa T, Lu X, Saita A, Nakamura S, Iijima T, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Positive and negative emotion reflected in monkey EEG2018

    • Author(s)
      Honda Y, Hosokawa T, Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Distinct inputs to the entorhinal layer Va and Vb of the rat2018

    • Author(s)
      Onodera M, Ohara S, Simonsen OW, Hioki H, Iijima T, Witter MP, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Ketamine ameliorates depression-like symptoms induced by low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation to the medial frontal cortex in monkeys2018

    • Author(s)
      Nakamura S, Hosokawa T, Iijima T, Tsutsui KI
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会
  • [Presentation] Neural mechanisms underlying anti-conformity in social behavior2018

    • Author(s)
      Fujiwara J, Tobler PN, Tsutsui KI, Taira M, Ugawa Y, Eifuku S
    • Organizer
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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