2018 Fiscal Year Annual Research Report
Social context segmentation analysis in a primate model of Autism Spectrum Disorder
Publicly Offered Research
| Project Area | Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science |
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| Project/Area Number |
17H06040
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
三村 喬生 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員(任常) (60747377)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 社会性 / 化学遺伝学 / モーション解析 / マーモセット / 脳イメージング / 霊長類 / 身体運動 / 自閉症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、社会性機能とその障害について、特に小型霊長類コモン・マーモセットにおける非言語コミュニケーション過程の構成論的記述を目的としており、(1)対象動物の自動行動計測技術の開発、(2)神経機能操作技術の開発を軸に、(3)社会的行動文脈の時系列文節解析を行う。
研究最終年度となる本年では、マーモセットに最適化したモーショントラッキング技術を用い、自由行動下の摂餌行動に含まれる行動文脈を教師なし機械学習アルゴリズムにより評価した。結果、データ駆動に特徴行動を抽出でき、行動エソグラムの分類器として高い性能を示すことが明らかになった。また、2匹の出会わせ場面を対象に、複数個体の同時トラッキングについて基盤的な開発を終了した。
一方、特殊な神経受容体を用いた脳局所の一過的な過活動を誘導することに成功し、ポジトロン断層画像法(PET)によるin vivoでの可視化および組織学的なフォローアップを完了した。本研究では片側の中脳黒質領域において過活動を誘導する事で、それにより自由行動に顕著な偏りが生じ旋回行動が誘発された。これは大脳基底核の線条体に対するドーパミン放出量が増加したためと考えられる。更に、機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて脳活動領域の定量を進め、予備的な結果ではあるが、DREADD操作による全脳レベルの脳活動変化を検出することに成功した。
更に、社会性脳機能の探索として、バルプロ酸胎生期暴露モデル個体の新生仔期における神経構造を拡散強調核磁気共鳴画像法を用いて検討し、前交連繊維の減弱という新規の特徴を見出し、成果を国際論文として出版した。この前交連性が接続している扁桃体を標的に抑制性DREADDの導入が完了した。今後の展開として、当該個体の社会性行動を詳細に検討することで、扁桃体の神経活動による寄与を明らかにできると期待される。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Abnormal axon guidance signals and reduced interhemispheric connection via anterior commissure in neonates of marmoset ASD model2019
Author(s)
Mimura K, Oga T, Sasaki T, Nakagaki K, Sato C, Sumida K, Hoshino K, Saito K, Miyawaki I, Suhara T, Aoki I, Minamimoto T, Ichinohe N
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Journal Title
NeuroImage
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] PET imaging of selective control of neural activity with a novel DREADD agonist2018
Author(s)
Nagai Y., Miyakawa N., Ji B., Hori Y., Huang X., Slocum S., Yan X., Ono M., Shimojo M., English J., Liu J., Inoue K., Kumata K, Hirabayashi T., Seki C., Fujimoto A., Mimura K., Oyama K., Zhang M., Suhara T., Takada M., Higuchi M., Jin J., Roth B., Minamimoto T.
Organizer
第41回日本神経科学大会
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