2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K18570
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
菅原 翔 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主任研究員 (80723428)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福永 雅喜 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 准教授 (40330047)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 脳脊髄連関 / 身体運動 / 機能的磁気共鳴画像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドーパミン含有細胞が集まる腹側中脳は一次運動野を経由して脊髄へ投射する。この神経経路の機能的な意義は一体何なのか?我々のこれまでの研究で、腹側中脳と一次運動野を結ぶ経路が「意欲と身体運動へ変換する」機能と関連することが明らかになった。解剖学的経路を考えれば、意欲の情報は運動準備時に脊髄まで到達し、身体運動をより直接的に左右しているのではないか?この問いに回答を与えるため、「腹側中脳-一次運動野-脊髄を結ぶ神経経路が、意欲を身体運動へ変換する神経基盤である」ことを、課題遂行中に機能的MRIによる脳脊髄同時計測によって立証する。
研究開始年度である2021年度は、運動準備時に腹側中脳-一次運動野-脊髄が活動することを明らかにするため、脳脊髄を同時に計測する機能的MRI実験を実施した。感染症蔓延によって外部から参加者を募る実験は大きく制限を受けたが、17名の健常成人を対象とする実験を実施することができた。機能的MRIデータの解析によって、腹側中脳と一次運動野に加えて、上肢筋を支配する運動ニューロンが存在する頸髄6/7節においても運動準備活動が認められた。今回得られた知見は運動準備時の脊髄活動を機能的MRIによって描出する初めての成果であり、2021年度の国内学会（第44回日本神経科学大会）で報告し、来年度の国際学会（FENS2022）でも発表予定である。
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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
本研究課題では３年間で２つの機能的MRI実験を実施する計画であり、事前の準備として脳脊髄同時計測を実現するための整備が完了していたため、研究開始当初から１つ目の実験に着手することができた。現時点では17名とサンプルサイズは比較的小さいものの、当該実験の目的である「運動準備時に腹側中脳-一次運動野-脊髄が活動する」という仮説を実証する結果を得ることに成功している。これらの事実に基づき、2021年度の進捗状況を「おおむね順調に進展している」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、参加者が30名に達するまで実験１の計測を続ける。現在実験を実施している病院施設は感染症の影響によって外部からの実験参加が制約を受ける場合が多いため、2022年度からは新たに東京工業大学のMRI施設を借りて実験を実施する。使用申請や必要設備の準備は既に完了しており、年度当初より実験を開始することが可能である。データ取得が完了した後、脳脊髄の機能的結合を明示的に示すことを目的に、Psycho-physiological interactionを用いた解析を進める。さらに実験1の計測が完了次第、「運動時の脊髄活動が意欲による修飾を受ける」という仮説を実証するため、運動準備時に金銭的報酬を予期させることで意欲水準を操作する実験２を直ちに実施する。
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| Causes of Carryover |
感染症蔓延に伴う移動制限により、国内外で開催される学会へ現地参加することは叶わなかった。そのため出張旅費としての計上分が未使用となった。さらに半導体流通量の減少により、当初購入予定であったワークステーションの購入を見合わせている。これらの理由により大幅な次年度使用額が生じているが、次年度にワークステーションの購入と既に演題が採択されている国際学会（FENS2022）への参加によって使用する計画である。
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Research Products
(2 results)
