大脳皮質基底核系のアクション・認知機能における動機づけの役割

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17022032
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 木村 實 京都府立医科大学, 医学研究科, 教授 (40118451)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伏木 信次 京都府立医科大学, 医学研究科, 教授 (80150572) ; 中川 正法 京都府立医科大学, 医学研究科, 教授 (50198040) ; 上田 康雅 京都府立医科大学, 医学研究科, 助手 (60332954)
• Keywords: 動機づけ / 大脳基底核 / ドーパミン / アクション

Research Abstract

木村と上田らは、選択肢の中から価値の高い選択肢を判断して選択しながら複数ステップ先に予測されるゴールに到達する過程に線条体と中脳ドーパミン細胞が演じる役割を調べた。日本ザルを訓練して視覚刺激の指示に従って3つの押しボタンの中から試行錯誤によってひとつの正解を見つけ出し、一旦正解ボタンを見つけると再度そのボタンを選択することによって合計2回ないし3回の報酬を得る課題を行わせた。線条体の投射細胞は、各行動選択における報酬確率やゴールまでの各ステップに選択的な放電活動をするものが多く見られた。中脳ドーパミン細胞の約7割の細胞がゴールまでの各ステップに選択的な放電をし、ゴールまでの各ステップに選択的な放電活動が強化学習理論で用いる価値関数(ゴールまでに得られると期待される報酬で、将来の報酬は割り引いて推定する)とその予測誤差を良く反映することが明らかになった。中川と木村は、ドーパミン受容体系を障害したラットを作成し、その行動・認知機能異常の機序を学習による選択肢の報酬価値の獲得とそれに基づく行動選択に重点を置いた実験を進行中である。一方、ドーパミンの神経系の機能回復に対する持続的治療法の開発のためにマウスの胎生後期の中脳腹側の初代培養系を用いて黒質ドーパミン神経の遅発陛細胞死を阻止する実験も行った。また、パーキンソン病で蓄積しているalpha-synucleinに対するneurosin(kallikrein-6)の分解活性を検討し、neurosinによるalpha-synucleinの主たる切断部位はNAC domainの中央部に相当するK80/T81間であることを明らかにした。伏木らは、低用量ビスフェノールAの胎生期投与がマウス大脳皮質形成過程に影響を及ぼすことを明らかにした。細胞増殖への影響は見られなかったが、神経細胞分化ならびに移動に対して促進的に作用することが判明した。また低用量ビスフェノールAの胎生期から新生仔期にかけての投与によって黒質神経細胞の減少をきたすことが判明した。

Research Products

• [Journal Article] Stroke-independent association between metabolic syndrome and functional dependence, depression, and low quality of life in elderly community-dwelling brazilian people. (2007)
  • Author(s): Roriz-Cruz, M., Rosset, I., Wada, T., Sakagami, T., Nakagawa, M., 他10名
  • Journal Title: J. Am. Geriatr. Soc. 55・3 Pages: 374-382
• [Journal Article] MR tractography depicting damage to the arcuate fasciculus in a patient with conduction aphasia. (2007)
  • Author(s): Yamada, K., Nagakane, Y., Mizuno, T., Hosomi, A., Nakagawa, M., Nishimura, T.
  • Journal Title: Neurology 68・10 Pages: 789
• [Journal Article] Somatotopic organization of thalamocortical projection fibers as assessed with MR tractography. (2007)
  • Author(s): Yamada, K., Nagakane, Y., Yoshikawa, K., Kizu, O., Ito, H., Nakagawa, M.他5名
  • Journal Title: Radiology 242・3 Pages: 840-845
• [Journal Article] Prenatal exposure to bisphenol A affects adult murine neocortical structure. (2007)
  • Author(s): Nakamura, K., Itoh, K., Sugimoto, T., Fushiki, S.
  • Journal Title: Neurosci. Lett. doi:10. 1016/j.neulet.2007.02.093
• [Journal Article] Autosomal dominant leukodystrophy with axonal spheroids and pigmented glia : clinical and neuropathological characteristics. (2006)
  • Author(s): Itoh, K., Shiga, K., Shimizu, K., Muranishi, M., Nakagawa, M., Fushiki, S.
  • Journal Title: Acta. Neuropathol. 111・1 Pages: 39-45
• [Journal Article] Microbleeds in Alzheimer Disease Are More Related to Cerebral Amyloid Angiopathy than Cerebrovascular Disease. (2006)
  • Author(s): Nakata-Kudo, Y., Mizuno, T., Yamada, K., Shiga, K, Nakagawa, M., 他4名
  • Journal Title: Dement. Geriatr. Cogn. Disord. 22・1 Pages: 8-14
• [Journal Article] Complex visual hallucination and mirror sign in posterior cortical atrophy. (2006)
  • Author(s): Yoshida, T., Yuki, N., Nakagawa, M.
  • Journal Title: Acta. Psychiatr. Scand. 114・1 Pages: 62-65
• [Journal Article] Decreased alpha-synuclein in cerebrospinal fluid of aged individuals and subjects with Parkinson's disease. (2006)
  • Author(s): Tokuda, T., Salem, S.A., Allsop, D., Mizuno, T., Nakagawa, M., 他4名
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 349・1 Pages: 162-166
• [Journal Article] Effects of pre- and neonatal exposure to bisphenol A on murine brain development. (2006)
  • Author(s): Tando, S., Itoh, K., Yaoi, T., Ikeda, J., Fujiwara, S., Fushiki, S.
  • Journal Title: Brain Dev. doi:10. 1016/j.braindev.2006.10.003
• [Journal Article] Murine neocortical histogenesis is perturbed by prenatal exposure to low-doses of bisphenol A. (2006)
  • Author(s): Nakamura, K., Itoh, K., Yaoi, T., Fujiwara, Y., Sugimoto, T., Fushiki, S.
  • Journal Title: J. Neurosci. Res. 84・6 Pages: 1197-1205
• [Journal Article] Cognitive impairment and frontal-subcortical geriatric syndrome are associated with metabolic syndrome in a stroke-free population.
  • Author(s): Roriz-Cruz, M., Rosset, I., Wada, T., Sakagami, T., Nakagawa, M., 他11名
  • Journal Title: Neurobiol. Aging (in press)
• [Journal Article] The functional alteration of mutant GFAP depends on the located domain : Morphological and functional studies using astrocytoma-derived cells.
  • Author(s): Yoshida, T., Tomozawa, Y., Arisato, T., Okamoto, Y., Hirano, H., Nakagawa, M
  • Journal Title: J. Hum. Genet. (in press)
• [Journal Article] An adult form of Alexander disease : a new mutation in Glial Fibrillary Acidic Protein.
  • Author(s): Ohnari, K., Yamano, M., Uozumi, T., Hashimoto, T., Tsuji, S., Nakagawa, M.
  • Journal Title: J. Neurol. (in press)
• [Book] Microcircuits : The interface between neurons and global brain function. (Modulation of striate circuits by dopamine and acetylcholine. pp149-164.) (2006)
  • Author(s): Bergman, H., Kimura, K., Wickens, J.R.
  • Total Pages: 472
  • Publisher: MIT Press (Eds. By Grillner, S. ＆ Graybiel A.M.)
• [Book] Microcircuits : The interface between neurons and global brain function. (Microcircuits, molecules and motivated behavior : microcircuits in the striatum. pp165-190.) (2006)
  • Author(s): Bergman, H., Bolam, P., Graybiel, A.M., Kimura, K., Plenz, D., Seung, S., 他2名
  • Total Pages: 472
  • Publisher: MIT Press (Eds. By Grillner, S. ＆ Graybiel A.M.)
• [Book] Recent Breakthroughs in Basal Ganglia Research. (Motivational Signals of Dopamine Neurons. pp81-90) (2006)
  • Author(s): Kimura, M., Satoh, T., Sato, T., Enomoto, K., Matsumoto, N.
  • Total Pages: 450
  • Publisher: Nova Science Publishers, New York. (Ed. By Bezard, E.)