2019 Fiscal Year Research-status Report
Basic research for rehabilitation: a focus on roles of basal ganglia and cerebellum in behavioral flexibility
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19K11389
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
米田 貢 金沢大学, 保健学系, 准教授 (70334787)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
少作 隆子 金沢大学, 保健学系, 教授 (60179025)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 行動柔軟性 / 運動学習 / ドーパミン / 習慣型学習 / 順序学習 / オペラント / 環境エンリッチメント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、リハビリテーションにとって重要な行動の柔軟性の神経基盤を明らかにすることをめざしている。研究には、我々が開発したマウスの順序及び運動学習モデル「3レバーオペラント課題」を用い、その学習過程および逆転学習課題における行動柔軟性に関わる神経基盤を調べている。
「3レバーオペラント課題」は、3つのレバーそれぞれと餌の関係を学習させる①1レバー課題、3つレバーの順序を学習させる②3レバー課題、さらに②で学習した順序を逆転させる③リバース3レバー課題からなる。
本年度は、以下3つの実験を行った。
（1）ドーパミンD2受容体ノックアウトマウスは学習障害を示した。詳細については公表準備中である。（2）本来の計画には含めていなかったが、飼育環境が「3レバーオペラント課題」に与える影響を調べるために、遊具などを配置した環境エンリッチメント（environmental enrichment）で飼育した野生型マウスにおいて、コルチコステロンレベルと学習成績に大きな影響を与えないことを明らかにした。（3）次の実験として、小脳LTD（長期抑圧）の「3レバーオペラント課題」への関与を調べるために、Cbln1ノックアウトマウスの繁殖の準備を整えた。
本研究の「3レバーオペラント課題」における順序学習の行動獲得には、大脳基底核系（大脳皮質－大脳基底核－視床の回路）の習慣型学習に重要とされるドーパミンD2受容体を介する作用が必要と考えられた。また、飼育環境が学習行動に影響しないことを確認できた意義は大きい。
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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
当初の計画の通り、ドーパミンD2受容体のノックアウトマウスで研究を進めた。
「3レバーオペラント課題」は1か月ほどの期間、行動実験を継続するため、飼育環境の影響を調べた結果、行動獲得に大きな影響を与えないことが確認できた。これは、この実験系を今後も利用していく上で重要な所見となった。
次年度に実施するための動物の準備も目途ができた。
以上より、研究計画に加え追加実験も行えたことから、総合評価として、「2.おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、スムースな動作など繰り返しの練習で体得される運動記憶の形成に必要な細胞レベルの生理機能である小脳LTD（長期抑圧）の役割について、Cbln1ノックアウトマウスで調べる。
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| Causes of Carryover |
第97回日本生理学会大会（2020年3月18日、別府国際コンベンションセンター、ビーコンプラザ、大分県別府市） 開催予定であったが、COVIT-19の感染拡大に伴い中止となったため、使用予定の旅費が執行されなかった。また、実験課題プログラムを搭載するPCのWindows10への更新を急遽検討したが、プログラム修正が必要となり金額が不足したため、次年度に繰り越した。今年度は実験プログラムの一部修正のための費用に使用する。
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