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2015 Fiscal Year Research-status Report

放射線定位照射による脳疾患モデルを用いた脳機能解析

Research Project

Project/Area Number 26560454
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

田中 真樹  北海道大学, 医学研究科, 教授 (90301887)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords定位照射 / 深部脳破壊 / 脳機能評価 / 動物モデル / 霊長類 / 眼球運動
Outline of Annual Research Achievements

脳の損傷例を対象にした神経心理学研究や、脳の一部を可逆的・不可逆的に障害した実験動物の行動解析は、脳の機能を知るための最も基本的かつ重要な研究手法である。しかし、臨床的にみられるような数ミリ~数センチメートルにおよぶ比較的広範な障害を脳深部に作成することは技術的に困難である。本研究では、がんの治療に用いられているX線定位照射装置(LINAC)を利用して、ヒトと相同の脳をもつマカクザルの脳の特定部位に破壊巣を作成することを試みる。
平成27年度4月にこれまでに照射を行った個体のデータの一部についてまとめた論文を発表した。平成27年度に照射装置の置かれているアイソトープセンターの増改築工事があり、新たな照射を行うことができなかったため、先の論文の査読過程で解析の不備を指摘された病理所見について追加的な検討を行った。また、脳の局所障害の評価に用いるための行動課題の開発と誘発電位記録を試行するとともに、硬膜外電極の埋設にむけた準備を進めている。行動課題としては、同期的眼球運動や新しい小脳学習パラダイムなどを開発し、一部は学会等で発表した。また、サルとヒトの頭皮上から逸脱刺激に対する誘発電位を記録することに成功した。これらは定位照射による脳障害によって変化することが期待され、その評価に用いることができる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は増改築工事のために新たな照射ができなかった。ただし、現有のデータ解析と新たな行動課題の開発、電気生理学的な指標の検討を行った。また、平成26年度に導入された3TのMRIを駆使して多数のサルの3D脳画像を取得した。これらの技術やデータベースは今後の解析に生かすことができる。

Strategy for Future Research Activity

これまでに開発した行動課題をもとに、脳障害の評価を試みる。先の照射後のMRI解析、病理組織解析により、壊死に至るまで時間がかかること、局所的な照射は線量が多いと難しいことが明らかになった。局所的な脳障害を作成する技術を開発することが本研究の目的であるので、X線定位照射によるものと他の方法によるものの比較が必要であると考えている。薬物注入や電気凝固では難しい脳深部の数ミリメートル以上の破壊巣を作成する新しい手法として、化学遺伝学の技術をサルに適用した論文が平成28年1月に米国から発表された。先のX線照射によるものとの比較検討のため、現在、共同研究を通じてその適用の可能性を探っており、平成28年度中に試行できればと考えている。これらの実験のため、上述の行動課題の開発、電気的指標の確立を急ぐとともに、年度内に新たな実験動物を調達とし、長期飼育のための設備の確保を検討する。

Causes of Carryover

3月中に購入したものが4月支払いになったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度に購入した下記物品の支払いに充てた(合計額 43,919円)
ラテックス手袋19,628円、フリーボックス5,100円、パントテン酸2,930円、論文投稿料 16,261円

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 8 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Two types of neurons in the primate globus pallidus external segment play distinct roles in antisaccade generation2016

    • Author(s)
      Yoshida, A. & Tanaka, M
    • Journal Title

      Cereb. Cortex

      Volume: 26 Pages: 1187-1199

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Two different mechanisms for the detection of stimulus omission.2016

    • Author(s)
      Ohmae, S. &Tanaka, M
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 6 Pages: 20615

    • DOI

      doi:10.1038/srep20615

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of radiosurgical techniques to produce a primate model of brain lesions.2015

    • Author(s)
      Kunimatsu, J., Miyamoto, N., Ishikawa, M., Shirato, H. &Tanaka, M
    • Journal Title

      Front. Syst. Neurosci.

      Volume: 9 Pages: 67

    • DOI

      doi: 10.3389/fnsys.2015.00067

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synchronized saccades to isochronously alternating visual stimuli in monkeys2016

    • Author(s)
      竹谷隆司、亀田将史、田中真樹
    • Organizer
      第93回日本生理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-23
  • [Presentation] Correlation between pupil size and subjective passage of time in monkeys2016

    • Author(s)
      鈴木智貴、田中真樹
    • Organizer
      第93回日本生理学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-22
  • [Presentation] 眼球運動を指標にした時間情報処理の解析2016

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      平成27年度京都大学霊長類研究所共同利用研究会
    • Place of Presentation
      京都大学霊長類研究所(愛知県犬山市)
    • Year and Date
      2016-03-11
    • Invited
  • [Presentation] 眼球運動と高次機能2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      生理学研究所研究会
    • Place of Presentation
      生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of spinocerebellar ataxia type 6 (SCA6) by diffusion kurtosis imaging with tract-based spatial statistics.2015

    • Author(s)
      Yoshida A., Kudo K., Yabe I., Tanaka M., Sasaki H., Shirato H
    • Organizer
      AOCNR 2015
    • Place of Presentation
      Hilton Fukuoka SeaHawk(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-05 – 2015-11-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of subcortical climbing activity in self-timing2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      International Symposium on the Science of Mental Time
    • Place of Presentation
      Campus Innovation Center(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-09-12
    • Invited
  • [Presentation] 計時におけるノルアドレナリンシステムの役割2015

    • Author(s)
      鈴木智貴、田中真樹
    • Organizer
      日本生理学会北海道地方会
    • Place of Presentation
      旭川医科大学(北海道旭川市)
    • Year and Date
      2015-09-05
  • [Presentation] Further properties of neurons in the primate cerebellar dentate nucleus responding to the oddball detection task2015

    • Author(s)
      植松明子、田中真樹
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-30
  • [Presentation] Neuronal mechanism of temporal prediction in the cerebellum2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 小脳の時間情報2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      東京都医学研究所セミナー
    • Place of Presentation
      東京都医学総合研究所(東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2015-05-29
    • Invited
  • [Presentation] Temporal information processing in the primate brain2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      McGorvern Institute for Brain Research
    • Place of Presentation
      MIT(米国)
    • Year and Date
      2015-04-30
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Transformation of temporally-specific cerebellar signals through thalamocortical pathways2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      Janelia Conference on Thalamus and Corticothalamic Interactions
    • Place of Presentation
      HHMI Janelia Research Campus(米国)
    • Year and Date
      2015-04-27
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Role of the cerebellum in temporal prediction2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Organizer
      LSR Seminar. Organized by Okihide Hikosaka. Laboratory for Sensorimotor Research
    • Place of Presentation
      NEI/NIH(米国)
    • Year and Date
      2015-04-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 南山堂医学大辞典(第20版)(分担執筆)2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Total Pages
      3101
    • Publisher
      南山堂
  • [Book] 脳神経外科プラクティス6(分担執筆)2015

    • Author(s)
      田中真樹
    • Total Pages
      226
    • Publisher
      分光堂

URL: 

Published: 2017-01-06  

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