Unraveling the neuronal mechanism of motor control in the mammalian subcortical circuit

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06953
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: Nishimaru Hiroshi 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (20302408)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 情動 / 運動 / 歩行 / 報酬

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the neural mechanisms that integrate emotions generated by sensory stimulation with motor output in emotion-related areas of the mammalian central nervous system. The anterior cingulate cortex (ACC) is postulated to integrate emotion and motor signals from subcortical circuits. However, it was unclear how ACC neurons encode these signals. We used electrophysiological techniques to record and analyze the activity of ACC neurons during a reward acquisition task in mice that requires locomotion. The results showed that ACC neurons encode information related to locomotion and reward information, and represent the result of the locomotor behavior (reward acquisition).

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

情動は動物にとって、個体の生存と種の保存のためには欠かせないものであり、ヒトをはじめとする哺乳類の脳機能のなかでも最も重要なものの一つである。しかし、情動表出の際に運動発現を伴うことが多いが、そのメカニズムは不明であった。本研究の成果は、情動と運動の情報が脳内でどのように統合され、神経ネットワークで符号化され表現されているかを明らかにする上で、非常に重要なものである。また、この領域の異常が、うつ病や行動運動障害を伴う自閉症や注意欠陥多動性障害の病態に深く関わっていると考えられており、その神経メカニズムを解明する上でも貢献できると考えられる。