2014 Fiscal Year Annual Research Report
記憶・学習を介する神経回路の機能制御と優れた学習モデル動物作出の試み
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25702053
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
加藤 成樹 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (90443879)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 記憶・学習 / 神経回路 / 大脳基底核 / 逆行性ウイルスベクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な運動機能、学習行動を媒介すると考えられている脳領域である線条体は、非常の多くの異なる脳領域、神経核から入力を受け、また同時に出力を行う中継核である。また大脳基底核を構成する主要な脳領域であることから、線条体を介した個々の神経回路が大脳基底核ループにおいてどのような役割を明らかにすることもまた大変重要なことである。我々は、特に視床線条体神経路に着目し、視床束傍核 (parafascicular nucleus; PF)ニューロンから線条体への投射経路がマウスにおいて、視覚性弁別学習行動の獲得及び実行機能に重要な役割を持つことを明らかにした。
26年度においては、視床外側核 (central lateral nucleus; CL)ニューロンから線条体に投射する神経路をターゲットとし、PFおよびCLのそれぞれから線条体に投射する経路の機能比較を行った。CL-線条体路を選択的に除去したモデルマウスに対して行った運動能力測定実験 (オープンフィールドテスト)、運動学習行動 (ローターロッドテスト)では有意な差は見られなかったが、視覚性弁別学習 (オペラント条件付け課題)では、学習獲得には影響は見られない一方、実行機能には一時的な影響が現れることを見出した。このことは、PF-線条体路とは学習機能への異なる役割をCL-線条体路が担っていることを示している。
今後は学習の柔軟性についてより詳細に調べるための新たな学習課題試験を行い、CL-線条体路の学習機能に関わる役割を詳細に解析すると共に、光遺伝学やCre組換え酵素を用いて神経路機能を促進的に誘導制御することで、行動選択路に賢い行動を示すモデル動物の作出を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
我々の開発した逆行性ウイルスベクターを用いることで標的神経路への遺伝子導入を行うことを可能とし、またCL-線条体神経路選択的に機能除去したモデル動物を高効率に得ることができた。また、様々な学習行動実験システムも既に本研究室には整っていたことから、当初の計画以上に実験データを取得することができ、引き続き27年度の実験計画を円滑に開始することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度は実験計画以上の結果を得ることができたことから、27年度においても予定通り、CL-線条体路の機能制御モデル動物を用いて、順次以下の行動実験を行うことを計画している。
・working memory
・reversal learning
・set shifting
これらの行動解析により、CL-線条体路が学習の柔軟性にどう関わるかを明らかにする。また、機能除去だけでなく、機能促進モデル動物作出にも着手する。
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[Journal Article] 2. Simultaneous visualization of extrinsic and intrinsic axon collaterals in Golgi-like detail for mouse corticothalamic and corticocortical cells: a double viral infection method.2014
Author(s)
Watakabe, A., Takaji, M., Kato, S., Kobayashi, K., Mizukami, H., Ozawa, K., Ohsawa, S., Matsui, R., Watanabe, D., and Yamamori, T.
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Journal Title
Front. Neural Circuits
Volume: 8
Pages: 110
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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