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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Does the ventral tegmental area control the cardiovascular system in association with arbitrary movement?

Research Project

Project/Area Number 17H07393
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

石井 圭  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, 研究員 (70803899)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
Keywords中脳腹側被蓋野 / セントラルコマンド / 循環調節 / 自発運動
Outline of Annual Research Achievements

運動を始めようとすると、脳は運動指令だけでなく循環指令(セントラルコマンド)を発することで、見込み的に循環応答を引き起こす。この現象はよく知られているが、その神経回路は未解明である。本年度は「中脳腹側被蓋野(VTA)を含む神経回路が自発的な運動および付随する循環応答を引き起こす」という仮説を検証した。麻酔下ラットにて以下三つのレベルで除脳を行った:中脳前レベル(終脳・間脳除去)、中脳腹側レベル(終脳・間脳・中脳背側除去)、中脳尾側レベル(終脳・間脳・中脳吻側除去)。上述の除脳後に筋弛緩薬を投与し、各除脳が自発的な運動発生とそれに付随した循環応答に与える影響を調べた。中脳前レベルと中脳腹側レベルでの除脳ではVTAが残存し、自発的な運動とそれに付随した循環応答が生じた。一方で、中脳尾側レベルでの除脳ではVTAが消失し、自発的な運動・循環応答は発生しなかった。さらに、少数例ではあるが、VTAへのGABA-A受容体作動薬(muscimol)投与により自発的な運動とそれに付随した循環応答が消失するという結果も得られた。これらの結果から、中脳腹側領域にあるVTAが自発的な運動発生および付随した循環応答に重要であることが示唆された。実際の自発的な運動開始時にもVTAを含む神経回路が活性化し、見込み的な循環調節を行っているかもしれない。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Feedforward- and motor effort-dependent increase in prefrontal oxygenation during voluntary one-armed cranking2018

    • Author(s)
      Ishii Kei、Liang Nan、Asahara Ryota、Takahashi Makoto、Matsukawa Kanji
    • Journal Title

      The Journal of Physiology

      Volume: 596 Pages: 5099~5118

    • DOI

      10.1113/JP276956

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Incremental rate of prefrontal oxygenation determines performance speed during cognitive Stroop test: the effect of ageing2018

    • Author(s)
      Endo Kana、Liang Nan、Idesako Mitsuhiro、Ishii Kei、Matsukawa Kanji
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 68 Pages: 807~824

    • DOI

      10.1007/s12576-018-0599-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Contribution of the rostroventral midbrain to movement-related cardiovascular activation2019

    • Author(s)
      Ishii Kei, Asahara Ryota, Liang Nan, Komine Hidehiko, Matsukawa Kanji
    • Organizer
      9th FAOPS congress in conjunction with The 96th Annual Meetings of the Physiological Society of Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Modulation of cardiac baroreflex by central command in daily life2019

    • Author(s)
      Matsukawa Kanji, Ishii Kei, Asahara Ryota
    • Organizer
      9th FAOPS congress in conjunction with The 96th Annual Meetings of the Physiological Society of Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] セントラルコマンドによる見込み制御 (特集 運動時の循環調節の探索と新しい発見を知る)2018

    • Author(s)
      松川寛二, 浅原亮太, 石井圭
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      杏林書院

URL: 

Published: 2019-12-27  

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