2016 Fiscal Year Research-status Report
霊長類モデルを用いた神経活動多領域多点記録によるトゥーレット症候群の病態解明
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16K06995
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
二宮 太平 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (40586343)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トゥーレット症候群 / 霊長類 / 多領域多点同時記録 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、独自に開発したチック霊長類モデルを用いて、大脳皮質、大脳基底核、視床、および小脳から神経活動の多領域多点同時記録を実施し、神経ネットワークの活動を解析することで、大脳基底核以外の脳領域のトゥーレット症候群（TS）への関与の有無、およびチック発現の神経基盤の解明を目指す。さらにはこの研究結果を元に、各記録部位への脳深部刺激（DBS）によるＴＳの治療効果を検討することを目的とする。
平成２８年度は、サル２頭分について、（１）TSモデル作製にむけたトレーニング、（２）大脳皮質、大脳基底核、視床、小脳を対象としたマッピング、（３）安静時および課題遂行中における多点電極を用いた多領域多点同時記録および取得したデータの解析を計画していた。
現在、マカクザル１頭についてTSモデル作製にむけたトレーニングおよび大脳皮質、大脳基底核、視床、小脳を対象としたマッピングが完了している。これらの脳領域からの、安静時および課題遂行中における多点電極を用いた多領域多点同時記録も実施しており、少なくとも上記４ヶ所の脳領域のうち、３ヶ所からの同時記録には技術的な問題がないことが確認できている。４ヶ所の脳領域からの同時記録についても既に数回実施しており、データ量としては不十分なものの、技術的には可能であることが確認できている。２頭目のサルについても視床以外の脳領域についてはマッピングおよび多領域多点同時記録が完了している。これらのデータの解析もおこなっており、サル２頭分のコントロールデータについて、取得および解析がほぼ完了している状態である。
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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
平成２８年度の研究実施計画では、サル２頭分について（１）TSモデル作製にむけたトレーニング、（２）大脳皮質、大脳基底核、視床、小脳を対象としたマッピング、（３）安静時および課題遂行中における多点電極を用いた多領域多点同時記録および取得したデータの解析をおこなう予定であった。サル１頭分については（１）～（３）のすべてが完了している。残りの１頭については（１）の研究計画は完了しており、（２）および（３）についていも8割以上が完了しており、全体として研究が順調に進展していると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は平成28年度に取得したコントロールデータと、TSモデルザルから取得したデータの比較をおこない、チック発現の神経基盤の解明および治療に有効な脳深部刺激法の開発を目指す。
具体的には、まずＴＳサルモデルの作製およびモデルにおける多領域多点同時記録をおこなう。ＴＳモデル作製には大脳基底核線条体へのGABA拮抗薬であるビククリンの微量注入を用いる。多領域多点同時記録データの解析については、ニューロンの発火頻度や発火パターン、および局所電場電位（LFP）のパワースペクトル密度などを指標にして解析する。また、領域間における相互作用を解析するため、単一ユニット活動では主として 、結合のある神経細胞ペアを検出できるcross-correlation 解析を用いる。さらに、LFPに関しては周波数成分に着目した先進的な解析手法を用いて、複数の記録部位の相互作用を検討する。また、筋電図の測定と行動のモニタリングをおこない、チックと神経活動との相関についても探究する。特に、２つの時系列データの因果関係を検証するグランジャー因果解析を取り入れ、同時記録をおこなった脳領域のうち、運動症状発現時における筋活動の責任部位の同定を試みる。さらには以上の結果を基に、DBSの最も有効な適用部位を探索する予定である。
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| Causes of Carryover |
平成28年度予定していた研究計画の遂行にあたって、当初考えていたよりも消耗品の使用を抑えることができたため、当該の次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初予定していたより実験回数を増やし、より多くのデータを取得できるよう計画を見直し、電気生理実験で用いる消耗品費に充てる予定である。
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[Journal Article] A Primary Role for Nucleus Accumbens and Related Limbic Network in Vocal Tics2016
Author(s)
McCairn KW, Nagai Y, Hori Y, Ninomiya T, Kikuchi E, Lee JY, Suhara T, Iriki A, Minamimoto T, Takada M, Isoda M, Matsumoto M
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Journal Title
Neuron
Volume: 89
Pages: 300-307
DOI
Peer Reviewed
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