Functional mapping of primate insular cortical areas based on their neural networks

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K14838
• Research Institution: University of Tokyo Health Sciences
• Principal Investigator: 上園 志織 東京医療学院大学, 保健医療学部, 助教 (30755666)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 霊長類 / 大脳基底核 / 島皮質 / 神経路 / ウイルスベクター

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、小型霊長類であるマーモセットを実験動物とし、島皮質のある特定の領域はどの領域と直接的あるいは越シナプス的に連絡しているかを、神経トレーサー（狂犬病ウイルスベクターなど）の注入により解析することで、島皮質の詳細な機能マップを作成し、島皮質が果たす機能の全容解明の基盤となる神経ネットワークを包括的に示すことを目的とした。
島皮質は他の大脳皮質に比べ深部にあり、細胞構築の違いから大きく3つの亜領野（無顆粒性島皮質、不全顆粒性島皮質、顆粒性島皮質）に分類される。島皮質の3つの亜領野をターゲットとして、異なる蛍光物質を発現する狂犬病ウイルスベクターを注入した。視床を介し３次的に結合するニューロンをラベルするために数日の生存期間を設けた。大脳基底核のニューロンラベル分布を解析した結果、線条体、淡蒼球外節、視床下核においてニューロンラベルが認められ、特に線条体、淡蒼球外節の分布領域については類似した傾向が見られた。島皮質は亜領野ごとに異なる線維連絡をもつことが報告されているが、大脳基底核からの多シナプス的に受容する情報については、島皮質全体を通して類似している可能性が考えられる。
その一方で、近年島皮質はさらに細かく分類されつつある。神経トレーサーをより限局的かつ正確に注入することが可能になれば、島皮質の線維連絡についてより包括的に解明することができる。限局的な注入を成功させるために、MRIの脳画像とトレーサー注入部位の同期をより精密にすることを目的として、マーモセット用のMRIの際に使用する脳定位装置およびマーカーパーツの改良を研究協力者とおこなった。特に、2021年度は新規の脳定位装置を用いてトレーサー注入実験を行ない、実用化を進めた。本研究の一環として改良されたMRI - トレーサー注入実験プロトコルは、島皮質に限らず他の脳領域の研究にも生かされることが期待される。