2015 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 / 線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動を適切に遂行するために、身体のバランスが重要である。人間や動物は左右の脚を交互に動かして行動するため、特に運動時の左右身体の相互作用が要となるが、その神経機構は不明な点が多い。本研究では、大脳皮質ー線条体投射に交連性の投射があることに着目し、大脳皮質ー線条体両側性投射神経細胞の光刺激など、線条体の神経細胞の活動に外乱を与えることによる運動の状態を解析した。運動には、独自に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計測した。不適切なタイミングでの運動がバランスを崩すことに繋がる。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と考えられるが、実際、線条体神経細胞が非常に周期的な活動（リズム）を示すことを見出した。このリズムが、左右のタイミングを調節するために利用されている可能性があり、実際、複雑な運足パターンを走行しているときでも、左右の脚の運足周期各々が神経活動周期と一致していることが確認できた。また、左右の脚のタイミングと飲水のタイミングが入れ子状に組み込まれていることが見出された。このことは、全身の運動がリズムにより統合されている可能性を示しており、この統合が上首尾に起きることがバランスの維持に繋がっている可能性が高いと考えられる。光刺激を用いた線条体神経活動外乱により、どの線条体神経回路がこのリズム形成に関与しているかが明らかになりつつある。
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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
マウス走行装置Step-Wheelを用いた行動実験、光遺伝学的手法を用いた神経活動制御、神経活動の記録など、実験は順調に進んでいる。線条体神経細胞のリズム活動の理解が進んだので、そのぶん想定よりも解析すべき運動パターンが増えた。そのため、解析に要する時間がかかるようになっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果から、線条体神経細胞の時間依存的活動に関する知見が得られてきている。これに基づき、線条体神経細胞の機能についてより詳細な結果を得るために、マウス走行条件の変更を行っている。線条体のリズム活動が観察しやすい状況でマウスを走行させ、運動にあわせて光刺激を行う。
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| Causes of Carryover |
マウスに装着するヘッドステージ（電極や光ファイバを組み合わせる部品）など高額な消耗品が想定よりも長持ちしているので追加購入せずにすんでいるため、節約できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験の効率的なスピードアップのために、研究補助者の雇用にあてる。
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[Journal Article] Impaired clustered protocadherin-α leads to aggregated retinogeniculate terminals and impaired visual acuity in mice.2015
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
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