2021 Fiscal Year Annual Research Report
Functional significance of the dual transmission by the cerebro-cerebellar pathway
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18K06529
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
石川 太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (50547916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志牟田 美佐 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70609172)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 小脳 / 大脳小脳連関 / 光遺伝学 / オプトジェネティクス / 体性感覚 / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、皮質橋小脳路（小脳顆粒細胞層への入力路）と皮質下オリーブ核小脳路（小脳プルキンエ細胞への入力路）という2つの重複する伝達経路を介した大脳の小脳の間の連関の機能的意義を明らかにすることを目的としている。前年度までに、体性感覚(触覚)の信号と自発的な大脳活動信号の両方において、これら2つの伝達経路の両方が大脳皮質から小脳へ伝達に重要な役割を果たしていることを明らかにし、さらに、約半数の顆粒細胞では三叉神経核から直接入力する信号と大脳皮質を経由する信号が統合されていることを明らかにした。これらの知見は前年度に査読誌に論文報告した。しかし、この研究過程で、覚醒状態とケタミン麻酔下を比較すると、むしろ覚醒状態で皮質橋小脳路の伝達が減弱していることが示唆された。そこで、本年度（延長・最終年度）においては、これまでの頭部固定マウスの実験系に加えて、自由行動下において大脳と小脳から同時記録する実験系を立ち上げた。この系では、長時間の自由行動中のマウスの覚醒・睡眠状態を、脳活動と筋電図記録から判別し、覚醒中、睡眠中、麻酔下の3つの脳活動状態で、周波数帯域ごとに活動性の相関を計測することができている。このような脳活動状態に依存する大脳小脳連関の比較については今後の課題として残ったが、本研究計画全体を通して、単一細胞レベルでの大脳から小脳への入力信号を実証的に明らかにし、小脳の機能解明に重要な知見を提供することができた。
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