2014 Fiscal Year Research-status Report
運動のバランスを司る神経回路の解明と新規運動サポート技術の開発
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25430009
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
木津川 尚史 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (10311193)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バランス / 走行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動の際には身体のバランスが重要である。特に、左右のバランスに関しては、歩行・走行時に脚が左右交互に駆動されることを考えると、このコントロールは非常に重要と考えられる。また、左右大脳半球がそれぞれ反対側の運動制御に偏っており、左右の運動が半ば独立に制御されていることを考えると、左右の運動の連携を司るには独自のメカニズムが必要である可能性が考えられる。左右の大脳皮質からの神経線維の多くは交差せずに下降するが、一部の下降線維は脳梁を通って交差する。本研究では、この大脳皮質-線条体両側性投射神経細胞に着目し、この神経細胞を特異的に光刺激することを行った。実験系としては独自にい開発したランニングホイール「ステップホイール」を用いて、走行時の運足や報酬である飲水のタイミングを測定することにより、運動能力を評価した。また、光刺激により活動させるのとは反対に、光刺激により神経活動を抑制できるようなマウスの利用も開始している（ハロロドプシン：黄色光の投射により神経活動を抑制する）。
バランスをコントロールするためには、運動のタイミングが非常に大切である。歩行・走行のような繰り返し運動においては、タイミングはリズムとして現れる。トランスジェニックマウスをステップホイールで走行するマウスのリズムを解析することにより、線条体の特定の介在神経細胞群が走行時のリズム形成に寄与している可能性が明らかになった。この神経細胞群がリズム形成にどのように関与しているかを解析するために、光刺激によりこの介在神経細胞の機能を抑制できるようなトランスジェニックマウスの利用を開始した。
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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
実験手技自体は順調に進んでいる。得られた結果を明確にするために、ステップホイールの走行条件を変更するなどの条件検討が更に必要であり、大脳皮質-線条体両側性投射神経細胞の機能解明にはまだ時間がかかりそうである。しかし、本実験の過程で、線条体のリズム形成に関与する神経細胞群が見つかってきた。リズムは身体の一体性を保つことが知られており、運動のバランス維持に寄与している可能性が大いに考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
走行するマウスの脳に光を照射して神経活動を制御する実験を遂行する。大脳皮質-線条体両側性投射細胞を活動させる光刺激を与える実験を継続し、刺激するタイミングを変更するなどにより、走行に変化が見られるタイミングを探す。また、光刺激により活動を抑制するタイプの実験も並行して行う。また、線条体介在神経細胞に対しても同様の実験を行い、線条体のリズム形成への関与、リズムの運動時バランスへの関与などについても解析する。
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| Causes of Carryover |
マウスヘッドステージなど高額な消耗品が想定よりも長持ちしているので、今のところ追加購入をせずにすんでいる。
購入したマウスの納品が予定よりも遅くなったので支払いが先送りになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品の消耗を確認しながら、計画に沿って使用していく。
到着の遅れていたマウスの支払いを行う。
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[Journal Article] Impaired clustered protocadherin-α leads to aggregated retinogeniculate terminals and impaired visual acuity in mice2015
Author(s)
Meguro R, Hishida R, Tsukano H, Yoshitake K, Imamura R, Tohmi M, Kitsukawa T, Hirabayashi T, Yagi T, Takebayashi H, Shibuki K.
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Journal Title
J Neurochem.
Volume: 133
Pages: 66-72
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Distinct motor impairments of dopamine D1 and D2 receptor knockout mice revealed by three types of motor behavior2014
Author(s)
Nakamura, T., Sato, A., Kitsukawa, T., Momiyama, T., Yamamori, T., sasaoka, T.
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Journal Title
Frontiers in Intergrative Neuroscience
Volume: 8
Pages: 1-11
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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