Chemogenetic dissection of the primate prefronto-subcortical pathways

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07268
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Oyama Kei 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 主任研究員 (50615250)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 霊長類 / 化学遺伝学 / 高次脳機能 / 前頭前野 / 視床 / 線条体

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the role of neural pathways linking prefrontal and subcortical regions in higher brain functions, i.e., which higher brain functions are affected by inhibition of specific pathway functions, and which information processing in downstream regions and in the wider network? To answer the question we conducted behavioral experiments to clarify the role of two primate neural pathways, the dorsolateral prefrontal - striatum and the dorsolateral prefrontal - thalamic MD nucleus, in the implementation of higher brain functions at the level of behaviour, local circuits and wide-area networks. The results showed that the neural pathways connecting the prefrontal - striatum and the prefrontal - thalamic MD nucleus have different functional roles.

Free Research Field

システム神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象としている①前頭前野―線条体経路は注意欠陥・多動性障害(ADHD)や強迫性障害(OCD)など、②前頭前野―視床MD核経路は統合失調症などの精神疾患患者の脳において、しばしば機能的結合の異常が認められることが報告されており、その活動の適正化がこれらの疾患の治療につながることが期待される。また、本研究課題で開発した特定神経路機能操作法は様々な領域間で適用可能である高い汎用性を有しており、神経経路の機能異常を原因とする幅広い疾患の神経基盤の理解へとつながることが期待される。