2019 Fiscal Year Annual Research Report
手続き学習に関わる霊長類大脳皮質－大脳基底核ループ回路の構造と機能の解明
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19H03335
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
井上 謙一 京都大学, 霊長類研究所, 助教 (90455395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 康晴 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10302978)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 脳・神経 / ウイルスベクター / 解剖学 / 手続き学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新規開発するウイルスベクターシステムによる入出力同時解析法や、神経路選択的な機能介入等の先端的ネットワーク解析法を駆使し、手続き学習に着目して、大脳皮質―大脳基底核ループ回路の機能的役割とその動作原理を解明するための研究を行なっている。今年度は、まず感染伝播速度を低下させた高発現型狂犬病ウイルス(RV)ベクターの回収を行い、同ベクターを用いた逆行性越シナプス的トレーシングと、Tet-Off法を利用した超高発現型AAVベクターによる軸索トレーシングの同時適用による入出力同時解析法の確立の為の検証実験を運動前野の上肢領域を対象として実施した。その結果、同時中により超高発現型AAVベクターの発現が減弱することが確認されたため、これを克服するためにより感染伝播速度を低下させたRVベクターの使用が必要となった。このため、現在これらのウイルスベクターの回収実験を実施している。また、今年度は、手続き学習課題としてカーソルを正しい経路でゴールまで動かすと報酬が得られる迷路課題を考案し、記録精度の向上と解析効率化を狙い、研究分担者の東京工業大学小池教授と共同で、詳細かつ精微な運動の自動解析を可能とする、力覚フィードバックデバイス（Spider）を利用した迷路課題装置の開発を行った。これまでに基本構造の開発は終えたため、現在操作部など細部の構築作業を行っており、完成次第ヒトおよびサルでの検証を実施する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書の研究の目的および実施計画欄に記載した、高発現型狂犬病ウイルス（RV）ベクターの開発、同ベクターと超高発現型アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを利用した入出力同時解析法の開発については、想定外の結果が生じ追加の開発が必要となったもののおおむね順調に進行している。また、逆行性ラベルを半自動的に解析する手法の構築に関しても進展が得られている。また、力覚フィードバックデバイス（Spider）を利用した迷路課題装置の開発についても想定外の問題点などにより当初予定から追加の開発が必要になったものの、この開発によりほとんどの問題は解決済みであり、おおむね順調に進行していると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究はおおむね順調に進展していると考えられるため、今後も当初予定に従い、前年度開発を行なった感染速度低下型・高発現型RVベクターを用いた逆行性越シナプス的トレーシングと、Tet-Off法を利用した超高発現型AAVベクターによる軸索トレーシングの同時適用による入出力同時解析法を、主に高発現型狂犬病ウイルス(RV)ベクターのさらなる改良とベクターの半自動的解析手法に関する改良を行ない、一次運動野、運動前野の上肢領域を中心にして確立する。また、前年度開発した力覚フィードバックデバイス（Spider）を利用した迷路課題装置をさらに改良してヒトおよびサルの行動（上肢運動および眼球運動）データを記録し、同課題における運動学習パターンの解析を行なう。また、改題遂行中のサルからの神経活動記録を開始すると共に、特定神経路への機能介入法の検証を実施する。
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