大脳辺縁系における認知・情動・記憶と行動の統合システム

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11308033
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 小野 武年 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (50019577)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永福 智志 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (70262508) ; 田村 了以 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (60227296) ; 西条 寿夫 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (00189284) ; 上野 照子 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (80242486) ; 饗場 篤 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (20271116)
• Keywords: 情動 / 記憶 / 認知 / ストレス / 大脳辺縁系 / ニューロン活動 / サイトカイン / 行動

Research Abstract

I.認知・情動-行動出力過程における大脳辺縁系ニューロンの応答性
聴覚または視覚要素刺激、およびそれらの組み合わせによる構成連合刺激-報酬連合課題に対するラット扁桃体ニューロンの応答性を解析した結果,総数370個のニューロンのうち,77個が課題中に何らかの応答を示した。さらに,16個のニューロンに消去学習をテストした結果、13個が可塑性応答を示した。これら可塑性ニューロンは扁桃体基底外側核に局在し、連合学習における基底外側核の重要性が明らかになった。
II.認知・記憶-行動出力過程における大脳辺縁系ニューロンの応答性
1)場所移動学習課題遂行中のラット外側中隔核から記録した総数170個のニューロンのうち50%が場所選択応答性を有していた。さらに、これら外側中隔核ニューロンは、脳内自己刺激報酬,移動スピード,移動方向および移動回転角度に依存した応答性を示した。以上からラット外側中隔核は,空間,報酬および内的感覚の統合処理過程に重要な役割を果たしていることが示唆された。2)条件性連合学習課題遂行中のサル海馬体から記録した総数87個のニューロンのうち,29.9%が視覚刺激呈示期に何らかの応答を示した。また,同時記録した13対のニューロンで相互相関解析を行った結果,4対で有意な相関がみられ,そのうち2対では学習の前後で相関ピークが変化した。以上より、海馬体は,視覚刺激-(行動)反応の連合学習に何らかの役割を果たしていることが示唆された。
III.内側側頭皮質における顔・表情の認知・記憶機構
サル側頭皮質(下側頭葉皮質,上側頭溝皮質)からニューロン活動を記録し,遅延見本合せ課題(見本およびテスト刺激が同一人物であるかどうか判定する課題)に対するニューロンの応答性を解析した。その結果、側頭溝皮質では顔の向き(方向)が、下側頭葉皮質では既知性のある特定の個人の顔が再現されていることが示唆された。
IV.大脳辺縁系における物質機構
D2受容体ノックアウトおよびワイルドマウスに種々のドパミン作動および遮断薬を投与して,fMRI装置により脳血流の変化を測定した結果,ワイルドマウスでは、大脳皮質,線条体,海馬および視床の信号強度が変化したがノックアウトマウスでは変化しなかった。以上から、ワイルドマウスにおけるドパミンによる脳活動調節作用とノックアウトマウスにおけるその障害が示唆された。

Research Products

• [Publications] Yonemori,M.,Nishijo,H.,Uwano,T.,Tamura,R.,Furuta,I.,Kawasaki,M.,Takashima,Y.and Ono,T.: "Orbital cortex neuronal responses during an odor-based conditioned associative task in rats."Neurosciece. 95. 691-703 (2000)
• [Publications] Tanebe,K.,Nishijo,H.,Muraguchi,A.and Ono,T.: "Effects of chronic stress on hypothalamic interleukin-1 β, interleukin-2, and gonadotropin-releasing hormone gene expression in ovariectomized rats."J.Neuroendocrinol.. 12. 13-21 (2000)
• [Publications] Tamura,R.,Nakada,Y.,Nishijo,H.,Miyake,N.and Ono,T.: "Ameliorative effects of tamolarizine on place learning impairment induced by transient forebrain ischemia in rats."Brain Res.. 853. 81-92 (2000)
• [Publications] Nishijo,H.,Ono,T.,Uwano,T.,Kondoh,T.and Torii,K.: "Hypothalamic and amygdalar neuronal responses to various tastant solutions during ingestive behavior in rats."J.Nutrition (Supplement). 130. 9545-9595 (2000)
• [Publications] Kondoh,T.,Mori,M.,Ono,T.and Torii,K.: "Mechanisms of umami taste preference and aversion in rats."J.Nutrition (Supplement). 130. 9665-9705 (2000)
• [Publications] Gejo,R.,Kawaguchi,Y.,Kondoh,T.,Tabuchi,E.,Matsui,H.,Torii,K.,Ono,T.and Kimura,T.: "Magnetic resonance imaging and histologic evidence of postoperative back muscle injury in rats."Spine. 25. 941-946 (2000)
• [Publications] Yamamura,J.,Kageyama,S.,Uwano,T.,Kurokawa,M.,Imakita,M.and Shiraki,K.: "Long-term gene expression in the anterior horn motor neurons after intramuscular inoculation of a live herpes simplex virus vector."Gene Therapy. 7. 934-941 (2000)
• [Publications] Zhong,Y.M.,Nishijo,H.,Uwano,T.,Tamura,R.,Kawanishi,K.and Ono,T.: "Red ginseng ameliorated place navigation deficits in young rats with hippocampal lesions and aged rats."Physiol.Behav.. 69. 511-525 (2000)
• [Publications] Ono,T.,Nishijo,H.and Nishino,H.: "Functional role of the limbic system and basal ganglia in motivated behaviors."J.Neurol.. 247. 23-32 (2000)
• [Publications] Martin,P.D.and Ono,T.: "Effects of reward anticipation, reward presentation, and spatial parameters on the firing of single neurons recorded in the subiculum and nucleus accumbens of freely moving rats."Behav.Brain Res. 116. 23-38 (2000)
• [Publications] 小野武年,西条寿夫,上野照子,鐘咏梅: "老齢ラットの場所学習障害に対する非サポニン分画の改善効果."The GINSENG REVIEW. 28. 30-39 (2000)
• [Publications] 梅野克身,永嶋義直,高倉大匡,矢田幸博,堀悦郎,小野武年,西条寿夫: "暗算負荷中の呼吸循環動態および脳波の線形解析."自律神経. 37. 572-579 (2000)
• [Publications] 田村了以,小野武年: "情動."Clin.Neurosci.. 18. 910-911 (2000)
• [Publications] Tamura R,Kondoh T,Ono T,Nishijo H,Torii,K: "Altered activity of lateral and medial hypothalamic neurons in rats during discrimination of conditioned cue tone stimuli in repeated cold stress."J.Neurophysiol.. 84. 2844-2858 (2000)
• [Publications] Nakada Y,Tamura R,Kimura T,Uwano T,Nishijo H,Ono T:: "Ameliorative effects of a cognitive enhancer, T-588, on place learning deficits induced by transient forebrain ischemia in rats."Physiol.Behav.. (in press). (2000)
• [Publications] Nishimura FT,Fukunaga T,Nishijo H,Ono T,Kajiura H,Yokomukai Y: "EEG spectral characteristics after alcohol ingestion in Japanese men with aldehyde dehydrogenase-2 genetic variations : Comparison with peripheral changes."Alcoholism : Clinical and Expermental Research. (in press). (2000)
• [Publications] Tamura,R.and Ono,T.: "Neural substrate for spatial memory in the monkey hippocampus.In Neuroscientific Basis of Dementia, by C.Tanaka,Y.Ihara and P.L.McGeer (Eds.)"Birkhauser Verlag Basel : Switzerland. 43-49 (2001)
• [Publications] 田村了以,小野武年: "多連ガラス微小電極法.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)I.総論8.脳の研究手法8.3"朝倉書店:東京. 75-79 (2000)
• [Publications] 田村了以,小野武年: "海馬体.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)II.脳のシステム2.記憶と学習2.6"朝倉書店:東京. 187-195 (2000)
• [Publications] 西条寿夫,小野武年: "摂食行動.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)II.脳のシステム4.行動,情動4.1本能行動,4.1.1"朝倉書店:東京. 234-244 (2000)
• [Publications] 西条寿夫,小野武年: "快・不快情動行動.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)II.脳のシステム4.行動,情動4.2"朝倉書店:東京. 261-273 (2000)
• [Publications] 田村了以,小野武年: "脳幹.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)II.脳のシステム4.行動,情動4.3行動の機能局在,4.3.1"朝倉書店:東京. 274-280 (2000)
• [Publications] 西条寿夫,小野武年: "辺縁系.脳科学大事典(甘利俊一,外山敬介編集)II.脳のシステム4.行動,情動4.3行動の機能局在,4.3.2"朝倉書店:東京. 281-292 (2000)
• [Publications] 小野武年: "うま味認知の脳内機構.グルタミン酸の科学-うま味から神経伝達まで(栗原堅三,小野武年,渡辺明治,林裕造共著)第3章"講談社サイエンティフィック:東京. 49-92 (2000)
• [Publications] 小野武年: "脳における神経伝達物質としてのグルタミン酸.グルタミン酸の科学-うま味から神経伝達まで(栗原堅三,小野武年,渡辺明治,林裕造共著) 第4章"講談社サイエンティフィック:東京. 93-112 (2000)
• [Publications] 西条寿夫,小野武年: "自己定位と現実感.バーチャルリアリティの基礎1 人工現実感の基礎"培風館:東京. 174-187 (2000)
• [Publications] 小野武年,西条寿夫,上野照子: "紅蓼の中枢神経作用に関する神経生理学的および行動学的研究.薬用人蓼2000(熊谷朗監修)"共立出版:東京. 66-82 (2000)