2022 Fiscal Year Annual Research Report

運動学習を実現する広域脳ネットワーク回路可塑性の包括的研究

Research Project

Project/Area Number	19H01037
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	松崎政紀東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50353438)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	運動学習 / ２光子イメージング / 運動野 / 視床 / 小脳
Outline of Annual Research Achievements	哺乳動物における運動学習の回路動作原理を解明することを目的とし、一次運動野内（M1）とM1に入力する信号と出力される信号を系統的に調べその関連と運動学習における役割を明らかにしようとしている。今年度は、異なった文脈で運動を行うときに運動が熟練するにつれて、高次運動野（M2）とM1でどのように細胞活動が変化するかを解明した。異なった文脈で同じ運動をする場合でも訓練を重ねると反応時間の短縮や運動速度の向上が見られる。このとき、M2の2/3層では各文脈で大きく異なる細胞集団活動を示したが運動パフォーマンス向上に伴う変化は見られなかった。一方、M2からM1の1層に投射する軸索活動とM1の2/3層の細胞は、パフォーマンスが向上するほど各文脈に特化した細胞集団活動を示すようになり、その様式はそれぞれで異なっていることがわかった。特にM1の2/3層では、それぞれの文脈での集団活動の試行ごとのばらつきが小さくなっていることから、より安定した集団活動を示すことがわかった。一方でM1の脊髄投射細胞は異なった文脈間でもほぼ同じ細胞集団活動を示した。このことから文脈依存的な精緻な運動にはM1の2/3層が重要な役割を果たし、これが脊髄投射細胞の活動に投影されることが重要であることが分かった。また5a層の神経細胞活動が運動情報をよく保持し、学習後の運動軌道の安定性に関わることを示した。また小脳から運動野へ入力する時間タイミング信号が、そのタイミングで運動するために重要であることも見出した。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。