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2019 Fiscal Year Annual Research Report

感性・意欲・情動系神経ネットワークを駆動する運動プライミングの神経基盤の解明

Research Project

Project/Area Number 17H01810
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

高島 一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (90357351)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梶原 利一  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (60356772)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords運動学習 / リハビリテーション / ドーパミン / アセチルコリン / ニューロモジュレーション
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、運動学習時に感性・意欲・情動系神経ネットワークを駆動する脳への操作が、運動学習や運動機能回復に有効に作用することを証明し、ドーパミン系やコリン系の賦活化が、運動学習中の運動野皮質の活動性をどのようにモジュレートするのかを明らかにすることを目的とする。本年度はパーキンソン病モデルラットの前肢機能をシリンダーテストで評価し、感覚運動野皮質の経頭蓋電気刺激を行った際の機能回復の時間経過を解析した。実験の結果、5日間の介入操作により、左右前肢使用の非対称性が消失することが確認された。一方で、経頭蓋電気刺激が周辺皮質や皮質下神経核をリモートアクティベーションしている可能性について詳しく調べた実験結果からは、電気刺激直下の脳部位と神経結合を持つ周辺皮質領域にはその効果が及んでいないことが示された。また、運動学習中の脳活動の変化を長期間イメージング解析するための手法開発に取り組み、コラーゲン膜を人工硬膜として使用することで、1週間の長期間膜電位イメージングが可能となった。次に、マイネルト基底核のコリン投射神経細胞を破壊したモデル動物を用いた実験では、前肢への感覚刺激に対する皮質応答が拡大していることを、電気生理学的記録およびイメージング応答解析により確認した。行動実験結果からも本モデル動物の感覚過敏の症状が確認され、マイネルト基底核の残存神経細胞の電気刺激により、感覚フィードバックの正常化を介した運動学習亢進・機能回復への可能性が見いだされた。また、辺縁系皮質のネットワーク可塑性をスライス膜電位イメージング法により解析した実験では、遅延性不活性化カリウム電流の関与が示唆される結果が得られた。

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

    (7 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Evaluation of acute anodal direct current stimulation-induced effects on somatosensory-evoked responses in the rat2019

    • Author(s)
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: 1720 Pages: 146318~146318

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2019.146318

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Implantable Cranial Window Using a Collagen Membrane for Chronic Voltage-Sensitive Dye Imaging2019

    • Author(s)
      Kunori Nobuo、Takashima Ichiro
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 10 Pages: 789~789

    • DOI

      10.3390/mi10110789

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] An implantable cranial window using a collagen membrane for chronic voltage-sensitive dye imaging2020

    • Author(s)
      Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • Organizer
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • [Presentation] Effect of transcranial direct current stimulation to M1 on subcortical neural activity2020

    • Author(s)
      Ryota Tamura, Nobuo Kunori, Ichiro Takashima
    • Organizer
      The 97th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • [Presentation] Modulation of somatosensory evoked potential by cholinergic basal forebrain in rat2019

    • Author(s)
      Shinnosuke Dezawa, Kazuaki Nagasaka, Yumiko Watanabe, Ichiro Takashima
    • Organizer
      Neuro 2019, The 42th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • [Presentation] D-current related plasticity in the perirhinal-entorhinal network: a voltage-sensitive dye imaging in mouse brain slices2019

    • Author(s)
      Riichi Kajiwara, Yoko Tominaga, Takashi Tominaga
    • Organizer
      Neuro 2019, The 42th Annual Meeting of Japan Neuroscience Society
  • [Presentation] 前脳基底部刺激による感覚皮質神経応答の調節2019

    • Author(s)
      出澤、長坂、渡辺、高島
    • Organizer
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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