大脳基底核のモジュール機構の機能的意義に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454682
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 木村 實 大阪大学, 健康体育部, 教授 (40118451)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 直幸 大阪大学, 健康体育部, 助手 (00252726)
• Keywords: 大脳基底核 / 運動学習 / 記憶 / 黒質線条体ドーパミン系 / サル

Research Abstract

木村らの従来の研究によって、被殻ニューロンの中持続的な自発放電を特徴とする介在ニューロン(TANS)は課題に用いられる報酬を予告する感覚刺激に反応するが、この反応は行動課題の学習を通してて獲得されることが知られている。また、黒質線条体ドーパミンニューロンは同様な条件づけの極めて初期にのみ活動性を上げ,学習が進むと活動しなくなることが知られているので,被殻と尾状核ニューロンの学習の習得や保持における特異的な役割は何かを調べる目的で神経毒MPTPを用いて黒質線条体ドーパミン系を選択的に破壊する実験を行った。その結果、行動学習を通して獲得された線条体のTANSの活動は黒質線条体ドーパミン系の枯渇によって消失すること、ドーパミン受容体アゴニスト(Apomorphine)の投与によって消失した反応が回復することを発見した。このことは学習された行動の発現に必要とされる、記憶情報の想記の過程に大脳基底核が関与することを示唆しており、大脳基底核の機能の理解が進んだ(雑誌Scienceに発表。)
以上の結果を踏まえて、手続き運動課題を日本ザルを実験動物として用いて学習させた.一側の黒質線条体ドーパミン系をMPTPを用いて破壊した後、モンキーチェアに座っているサルの前に3つの押しボタンスイッチを三角形状に配置し,これらを光刺激の誘導のものとに押さえさせた.また,ボタンの順序を記憶しておいて押さえさせた.破壊と対側の腕を用いた課題の実行は習得に時間がかかり、数ヵ月の学習の後にも一連の手続き運動を離散的な運動を組み合わせることで実行するのに対して、破壊と同側の腕の課題は手続き運動を連続した運動として実行する異が解った。(Soc Neurosci Abstrに報告)。

Research Products

• [Publications] Aosaki T,Tsubokawa H,Ishida A Watanabe K,Graybiel A, Kimura M: "Responses of tonically active neurons in the primate′s atriatum undergo systematic changes during behavioral sensory‐motor conditioning." Journal of Neuroscience. 14. 3969-3984 (1994)
• [Publications] Graybiel A.M.,Aosaki T.,Flaherty A.,Kimura M.: "The Basal Ganglia and Adaptive Motor Control." Science. 265. 1826-1831 (1994)
• [Publications] Aosaki T,Graybiel A,Kimura M: "Effect of the nigrostriatal dopamine system on acquired neural responses in the striatum of behaving monkeys." Science. 265. 412-415 (1994)
• [Publications] Graybiel A.M.,Kimura M.: "Models of Information Processing in the Basal ganglia" Ed.by Houk J.(MIT Press,Cambridge), 250 (1994)