2016 Fiscal Year Annual Research Report
大脳基底核―視床―大脳皮質投射の生理機能と病態生理
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26250009
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
南部 篤 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (80180553)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / 視床 / 大脳皮質 / 淡蒼球 / 大脳基底核疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大脳基底核から視床―大脳皮質への情報伝達様式を調べるため、以下の実験を行った。光に応じて左あるいは右に上肢の到達運動をさせるようにサルを訓練しておく。また、予め大脳皮質一次運動野、補足運動野の上肢領域、淡蒼球内節に刺激電極を設置しておく。次に、抑制性の光感受性チャンネルであるハロロドプシンを搭載したAAVベクターをサルの大脳基底核の出力部である淡蒼球内節に注入した。ハロロドプシンの発現を待って、光ファイバーを金属電極に貼り付け光刺激と記録ができるオプトロードを視床に刺入し、神経活動を記録した。淡蒼球内節刺激によって抑制が誘発され、大脳皮質刺激により逆行性に興奮するニューロンを同定した。次に、サルに到達運動課題を課し、課題遂行中の神経活動を記録した。さらに、光ファイバーを介して黄色レーザーを照射し、運動課題関連活動がどのように変化するのか調べた。運動課題遂行に際し、神経活動を増加させる視床ニューロンが多かったが、このような増加活動は黄色光照射によって減少した。また、自発活動も減少する傾向にあった。これらの観察から、淡蒼球内節から視床への投射が、視床の運動関連活動や自発活動を支えていることがわかった。さらに、淡蒼球内節から視床へは脱抑制ではなく、抑制のリバウンドで情報伝達される可能性が示された。
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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
光遺伝学的手法により淡蒼球内節―視床投射をブロックし、ブロック前後の視床の課題関連活動を記録できたことは大きな成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、淡蒼球内節―視床投射をブロックし、ブロック前後の視床の課題関連活動を記録する実験を進めるとともに、大脳基底核の出力部である淡球内節の神経活動、とくに複数の神経活動の発火パターンや同期活動について調べる。
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[Journal Article] Characterization of novel dystonia musculorum mutant mice: implications for central nervous system abnormality.2016
Author(s)
Horie M, Mekada K, Sano H, Kikkawa Y, Chiken S, Someya T, Saito K, Hossain MD, Nameta M, Abe K, Sakimura K, Ono K, Nambu A, Yoshiki A, Takebayashi H
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Journal Title
Neurobiology of Disease
Volume: 96
Pages: 271-283
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Thalamic oscillatory activity and tremor2016
Author(s)
Masahiro Wakabayashi, Nobuhiko Hatanaka, Atsushi Nambu
Organizer
Multi-scale structure & dynamics of the basal ganglia
Place of Presentation
Karolinska Institutet, Stockholm, Swedennstitutet
Year and Date
2016-05-12
Int'l Joint Research / Invited
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