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2019 Fiscal Year Annual Research Report

レジリエンスとエフォートを支える内側前頭皮質の神経ネットワーク機能の解析

Research Project

Project/Area Number 17H01014
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

筒井 健一郎  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90396466)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords生理心理学 / 認知神経科学 / 高次脳機能 / 情動
Outline of Annual Research Achievements

レジリエンス=折れない心と、エフォート=努力は、環境や社会に適応しながら自己実現を図り、充実した人生を生きるために、とりわけ重要な心理的特性である。レジリエンスやエフォートを発揮するためには、内的な欲求や感情に対して認知的な制御を行う必要があるが、情動と認知の双方の入力をうける内側前頭皮質が重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、ニホンザルを使った動物実験を行って、レジリエンスとエフォートを支える脳と心の仕組みを、内側前頭皮質を中心とした広域神経ネットワークの情動・認知の統合機能に基いて理解することを目指した。
関係する脳領域の神経配線の詳細を調べるため、内側前頭皮質の各領域と、側坐核・扁桃体との接続を、ウイルスベクターを用いた神経トレーシングによって調べた。その結果、大脳皮質のなかで内側前頭皮質が眼窩皮質と並んでもっともこれらの辺縁系領域との連絡が密な領域であり、また、内側前頭皮質の各領域が、側坐核・扁桃体内の異なる領域に投射する、トポグラフィカルな関係にあることが明らかになった。これにより、内側前頭皮質の各領域が、情動や気分の調節において異なる働きをしている可能性が示唆された。
経頭蓋磁気刺激を使った機能抑制実験では、前部帯状皮質の膝下部・膝前部が、気分や情動の調節のために重要な役割を果たしており、その機能の破綻が、うつ病などの気分障害に繋がることが詳細な行動解析によって明らかになった。また、前部帯状皮質背側部の痛覚関連領域が、後方部の痛みの主観的近くにかかわる領域と、前方部の痛みに耐えることにかかわる領域にわけられることが示唆された。これらの領域から、皮質表面電位の記録を行い、ポジティブあるいはネガティブな情動刺激や課題遂行意欲にかかわる神経活動が見いだされた。情報処理の詳細を明らかにするため、神経活動の数理的解析を現在も継続して行っている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 9 results)

  • [Journal Article] Changes in beta and high-gamma power in resting-state electrocorticogram induced by repetitive transcranial magnetic stimulation of primary motor cortex in unanesthetized macaque monkeys.2021

    • Author(s)
      Honda Y, Nakamura S, Ogawa K, Yoshino R, Tobler PN, Nishimura Y, Tsutsui KI.
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: in press Pages: -

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 経頭蓋磁気刺激による大脳皮質機能研究の新たな展開2020

    • Author(s)
      筒井健一郎、中村晋也
    • Journal Title

      Clinical Neuroscience

      Volume: 38(2) Pages: 193-195

  • [Journal Article] Primate prefrontal neurons signal economic risk derived from the statistics of recent reward experience2019

    • Author(s)
      Grabenhorst Fabian、Tsutsui Ken-Ichiro、Kobayashi Shunsuke、Schultz Wolfram
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 8 Pages: e44838

    • DOI

      10.7554/eLife.44838

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Entorhinal Layer II Calbindin-Expressing Neurons Originate Widespread Telencephalic and Intrinsic Projections2019

    • Author(s)
      Ohara Shinya、Gianatti Michele、Itou Kazuki、Berndtsson Christin H.、Doan Thanh P.、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji、Iijima Toshio、Tsutsui Ken-Ichiro、Witter Menno P.
    • Journal Title

      Frontiers in Systems Neuroscience

      Volume: 13 Pages: 54

    • DOI

      10.3389/fnsys.2019.00054

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prefrontal cortex underpinning the flexibility of behavior: investigation by the recording, modeling, and manipulation of neural activity2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      脳と心のメカニズム 第20回冬のワークショップ
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激で拓く高次脳機能研究2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      第12回 若手インスパイアシンポジウム(東京医科歯科大学脳統合機能研究センター/お茶の水ニューロサイエンス協会/大学院セミナー共催)
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激による高次機能回路の解明2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      第61回日本神経学会学術大会
    • Invited
  • [Presentation] 脳の中にある未来・希望・意欲2020

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      第1回「超適応」一般公開シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 背腹側軸に沿った海馬-内側嗅内皮質路の解剖学的差異2020

    • Author(s)
      大原慎也、Menno P. Witter、筒井健一郎
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] 視空間作業記憶課題遂行中のラットにおける脳局所電場電位(LFP)の広域同時記録と機能的ネットワーク解析2020

    • Author(s)
      大井真人、Sven Bestmann、筒井健一郎
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] Projections from the Hippocampus to the Medial Prefrontal Cortex in Rodents are Topographically Organized2020

    • Author(s)
      Aleman Andrade Paola, Ohara Shinya, Menno P. Witter, Tsutsui Ken-Ichiro
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
  • [Presentation] 脳とこころを健やかに生きるには:脳科学と心理学の最前線からの提言2019

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      東北心理学会 第73回大会
    • Invited
  • [Presentation] The role of medial and dorsal frontal cortices in the regulation of mood, motivation and social behavior: a monkey TMS study.2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      KU Leuven-Tohoku Univ. Symposium on Systems Neuroscience
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The role of medial and lateral frontal cortex in the regulation of motivation, mood, and social behavior in macaque monkeys.2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      Tohoku U-NTU Joint Symposium of Neuroscience(国立台湾大学神経科学シンポジウム)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 経頭蓋磁気刺激を用いた前頭連合野皮質の認知情動機能の解明2019

    • Author(s)
      筒井健一郎
    • Organizer
      CAPSシンポジウム(関西学院大学応用心理科学研究センター)
    • Invited
  • [Presentation] Neurostimulation for curing aged brain2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      JANET FORUM 2019(UCL-日本3大学合同シンポジウム)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] TExploring the brain with transcranial magnetic stimulation2019

    • Author(s)
      Tsutsui KI
    • Organizer
      XXXVII Annual Meeting of Indian Academy of Neurosciences(インド神経科学学会IAN-AIIMS)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Differential effects of rTMS to medial frontal and dorsolateral prefrontal cortices on competitive food picking behavior in monkeys2019

    • Author(s)
      Ikeda Y, Hosokawa T, Nagano H, Saita A, Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Behavioral and physiological measures reflecting positive and negative emotions elicited by conditioned stimuli in a probabilistic Pavlovian conditioning task2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Moritani T, Honda Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Functional connectivity analysis on local field potentials (LFPs) simultaneously recorded from various cortical regions in rats performing a visuospatial working memory task2019

    • Author(s)
      Ohi M, Honda Y, Hosokawa T, Nakamura S, Oyama K, S Bestmann, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Effect of single-pulse transcranial magnetic stimulation on local neural activity in the primary motor cortex and its relation to motor evoked potential (MEP) examined by simultaneously recordings of electrocorticogram (ECoG) and MEP in monkeys.2019

    • Author(s)
      Honda Y, Nakamura S, Ogawa K, Iijima T, Nishimura Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      第42回日本神経科学大会
  • [Presentation] Depressive behavioral and physiological state induced by low-frequency rTMS to the ventral medial frontal cortex in monkeys2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      IBRO2019(The 10th IBRO World Congress of Neuroscience)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Behavioral evidence for the use of functional categories in Japanese monkeys (Macaca fuscata)2019

    • Author(s)
      Hosokawa T, M.D.C. Romero, Honda Y, Tsutsui KI
    • Organizer
      EBBS2019(48th Auuual General Meeting of the European Brain and Behaviour Society)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The measurement of motivational level by using a modified version of the Brinkman board test in monkeys2019

    • Author(s)
      Nakamura S, Tsutsui KI
    • Organizer
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-12-27  

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