2014 Fiscal Year Annual Research Report
社会性低下の神経機構―リハビリテーション療法のための基盤研究―
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26282155
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三谷 章 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50200043)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松林 潤 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00452269)
中井 隆介 京都大学, 再生医科学研究所, 研究員 (10576234)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 神経科学 / 社会性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物実験：社会的行動と神経活動の解析
社会性低下に関連する神経活動を探索した。社会性の低下を起こすために発達期ラット（生後21日目から6週間）を隔離飼育した。隔離飼育群およびグループ飼育群のラットの内側前頭前皮質にマルチユニット用記録電極を埋め込み、術後１週間の回復期間をとった後、ラットにワイヤレス送信機を装着し、オープンフィールドに2匹の動物を同時に入れ、社会的行動中の内側前頭前皮質のニューロン活動を記録し、隔離飼育によって社会性の低下した動物ではどのような神経活動変化が生じるかを観察した。その結果、グループ飼育群の内側前頭前皮質では、他者に接近するときに活動が増加するが、多動性の行動変化を示した隔離飼育群では上述のような活動亢進は観察されなかった。このことは、内側前頭前皮質が社会性の低下と関連している可能性を示唆している。
ヒト脳機能イメージング実験：JTC傾向に関連する脳領域の解析
社会性低下に関連するヒト脳機能を明らかにするためにJumping to conclusion (JTC)傾向に着目した。社会性低下を示す患者では、あいまいな刺激を提示された際に健常者に比べて少ない情報で高い確信度をもって判断を行うJTC傾向が報告されている。そこで、2種類の色の玉の入った箱から玉を取り出し、どちらの玉が多く入っているかを決定するまでに必要とした玉の個数を指標とするbeads taskを用いて、JTC傾向が平均よりも高い群と低い群を選び出す。そのような被験者においてbeads task実施中の脳活動を機能的磁気共鳴画像法を用いて測定し、JTC傾向が高い群と低い群ではどの脳領域の活動に差が見られるか、を解析するという研究計画を倫理委員会に提出し、承認を得た。現在、JTC傾向が平均よりも高い群と低い群の選出するための行動実験を実施している。
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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
動物実験に関しては、研究実績の概要で記述したように、当初計画されていた社会行動の低下と関連して変化する神経活動を発見した。この新たに発見した内側前頭前皮質の特徴的な活動は今後の研究の新展開を促すものである。ヒト脳機能イメージング実験に関しては、医の倫理委員会の承認を得、現在、データ取得中である。これらのことから本研究は順調に成果を得ており、来年度はより発展的な研究の展開が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物実験：社会性低下の神経回路の解析
前年度に観察された社会性低下に伴う内側前頭前皮質の神経活動変化がどの神経回路の変化によって生じているかを解析する。麻酔下で隔離飼育群およびグループ飼育群のラットの内側前頭前皮質（内側前頭前皮質で記録する場合は扁桃体）に刺激電極を装着する。細胞内染色用色素neurobiotinを充填したガラス微小電極を扁桃体（内側前頭前皮質記録では内側前頭前皮質）に挿入し、細胞内記録を行う。その際、内側前頭前皮質の電気刺激（内側前頭前皮質で記録する場合は扁桃体の電気刺激）によって誘発される細胞内電位を観察することによって、内側前頭前皮質-扁桃体系の神経回路を電気生理学的に解析する。記録後、電気泳動的にneurobiotinを細胞内注入することによって記録ニューロンを染色し、その入出力の形態学的特徴と局所ネットワークを神経解剖学的に解析する。これらのことにより、前頭前皮質-扁桃体間、前頭前皮質-皮質間の神経回路をそれぞれ検討し、どの神経回路が社会性の低下によって変化しているかを明らかにする。
ヒト脳機能イメージング実験：共感に関わる脳領域の解析
社会性低下を生じさせる一要因として、近年、他者の心的状況を推察し感情を伴った適切な反応をする能力である共感性が低下していることが自閉症、アスペルガー症候群や統合失調症の患者で報告されている。前年度に引き続きあいまいな刺激を提示された際に健常者に比べて少ない情報で高い確信度をもって判断を行うJTC傾向に関する脳領域を明らかにするとともに、この共感に関わる脳領域を明らかにする。質問紙として共感能力評価尺度を用いて、共感能力が高い者、低い者を選び出す。そのような被験者において共感能力評価課題実施中の脳活動を脳機能イメージング法を用いて測定し、共感能力が高いヒトと低いヒトではどの脳領域の活動に差が見られるかについて解析する。
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| Causes of Carryover |
社会行動中の複数の動物の脳活動を同時記録するテレメーター装置の開発が、当初計画されていたよりも短期間で完了させることができた。そのため、その開発試行のために予定されていた主たる必要支出経費である、電子部品費・動物費などを節約できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上述のように複数同時記録用のテレメーター装置が予想していたよりも早期に完成でき、十分なデータが得られたので、来年度は研究計画をさらに次のステップに発展させることができる。そのための経費に使用する。具体的には、来年度の研究計画の局所神経回路の形態学的特徴とそのネットワークを解析するための局所神経回路観察装置の組み立てが必要となるので、来年度の補助金と合わせて、その開発に充当する計画である。
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