2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of physiological mechanisms underlying modification of habitual movements and development of a new training method for fixing habits
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16K12973
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
青木 祥 沖縄科学技術大学院大学, 神経生物学研究ユニット, 研究員 (80720672)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 線条体 / 動作の癖 / シークエンス学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、動作の癖を抑制し改善する生理学的メカニズムを明らかにし、習慣動作を直すトレーニングの開発を目指した基礎と応用をつなぐ研究である。我々の先行研究により、線条体の主要な神経伝達物質・アセチルコリンが行動戦略の切り替えに重要であることが示されており（Aoki et al., J Neurosci., 2015）、同様に線条体のアセチルコリンが動作の癖の改善に不可欠なのではないかと仮説をたてた。昨年度までに、事前に獲得した習慣動作を抑制するOmission課題と習慣動作を別の似た動作に置換するSubstitution課題の二つの実験パラダイムを設定し、線条体内でアセチルコリンを放出するコリン作動性介在ニューロンを人為的に活性化すると、予め獲得した習慣動作の置換能力が高まることを発見した（Aoki et al., Eur J Neurosci., 2018）。上述の課題は、獲得した習慣動作・癖を完全に抑制し新しい動作を発現させるものである。しかし実際のスポーツ・身体運動において、ある特定の動作の癖を直すとき、動作の“一部分”を修正しなければならないことがほとんどであるため、その状況に近い動物モデルの行動課題が求められた。
本年度はよりスポーツ・実際の身体運動の文脈に近づけるために、マウスの手続き学習を用いて動作の癖の修正課題を作った。このオペラント課題では、マウスには左右二本のレバーが提示され合計4回押すことができる。左―左―右―右の順でレバー押しを完了させると報酬がもらえる。この基本シークエンス動作を学習した後に、実行するシークエンスを変更した。様々な左右の組みわせにおいて、マウスは正しいシークエンス動作に切り替えられ再学習できることを確認した。マウスがこのように複雑かつヒトに類似した身体運動を学習できることを確認したことは、今後の研究を進めるうえで非常に有益である。
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[Journal Article] Cerebellar modules and their role as operational cerebellar processing units2018
Author(s)
Richard Apps, Richard Hawkes, Sho Aoki, Amanda M. Brown, Gang Chen, Timothy J. Ebner, Philippe Isope, Elizabeth P. Lackey, Charlotte Lawrenson, Bridget Lumb, Martijn Schonewille, Roy V. Sillitoe, Ludovic Spaeth, Izumi Sugihara, Antoine Valera, Jan Voogd, Douglas R. Wylie Tom J.H. Ruigrok
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Journal Title
The Cerebellum
Volume: 17
Pages: 654-682
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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