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2017 Fiscal Year Annual Research Report

呼吸法の動物モデル確立とその意志動力学への応用

Publicly Offered Research

Project AreaCreation and Promotion of the Will-Dynamics
Project/Area Number 17H06051
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

高雄 啓三  富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 教授 (80420397)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywords環境生理学 / 実験系心理学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ヨーガや武道など伝統的訓練法の核をなす呼吸法をマウスが実行できるシステムを作製し、呼吸法が意志力に与える影響を解析し、意志力の調節モデルを確立することを目的としている。自律的に調節される呼吸をマウスで調節することはこれまで困難であったが本研究計画はそれを克服するアイディアを含んでいる。この呼吸法マウスモデルはこれまでにない全く新しい動物モデルであり実現に成功すればこれまで神秘とされていた東洋の伝統的精神訓練法の神経メカニズムを明らかにする端緒となる。
本研究では動物の呼吸数をモニタし、呼吸の速度に応じた環境刺激を動物にフィードバックループで与えることで人為的に設定した呼吸速度に訓練するシステムを開発する。本年度はまず、マウスの呼吸を計測するシステムの開発を行った。マウスが比較的自由に動き回れる大きさのチャンバーに被験体となるマウスを入れ、圧力変化をセンサーで捉えることでマウスの呼吸速度を測定できるようにした。次に、このシステムを用いて野生型マウスについて馴化による呼吸速度の変化を検討した。計測を繰り返すことで環境に馴化し、呼吸を安定して計測することができた。現在、精神疾患モデルマウスとそのコントロールマウスとの間で呼吸の特性にどのような違いがあるかについても検討を行っている。今後はこのシステムにフィードバック回路を付加し、呼吸についてマウスがオペラント学習ができるようなシステムを構築する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画では、平成29年度から30年度にかけて、①マウスの呼吸速度を非拘束で計測するシステムの開発と②フィードバック回路によるオペラント学習が行えるように改良を行う予定であった。このうち①についてはほぼ完了しており、①で開発したシステムを用いて馴化による呼吸への影響や精神疾患モデルマウスの呼吸様式を評価について予備的なデータも得ている。したがって本研究課題はおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

本年度までにマウスの呼吸を計測するシステムの開発を行い、このシステムを用いて野生型マウスについて馴化による呼吸速度の変化を検討した。来年度は、精神疾患モデルマウスとそのコントロールマウスとの間で呼吸の特性にどのような違いがあるかについて検討を続ける。また、このシステムにフィードバック回路を付加し、呼吸についてマウスがオペラント学習ができるようなシステムを構築する。

  • Research Products

    (24 results)

All 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Expression of aggrecan components in perineuronal nets in the mouse cerebral cortex2018

    • Author(s)
      Hiroshi Ueno, Kazuki Fujii, Shunsuke Suemitsu, Shinji Murakami, Naoya Kitamura, Kenta Wani, Shozo Aoki, Motoi Okamoto, Takeshi Ishihara, Keizo Takao
    • Journal Title

      IBRO Reports

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Age-dependent and region-specific alteration of parvalbumin neurons and perineuronal nets in the mouse cerebral cortex2018

    • Author(s)
      Ueno Hiroshi、Takao Keizo、Suemitsu Shunsuke、Murakami Shinji、Kitamura Naoya、Wani Kenta、Okamoto Motoi、Aoki Shozo、Ishihara Takeshi
    • Journal Title

      Neurochemistry International

      Volume: 112 Pages: 59~70

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2017.11.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Abnormalities in perineuronal nets and behavior in mice lacking CSGalNAcT1, a key enzyme in chondroitin sulfate synthesis2017

    • Author(s)
      Yoshioka Nozomu、Miyata Shinji、Tamada Atsushi、Watanabe Yumi、Kawasaki Asami、Kitagawa Hiroshi、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takeuchi Kosei、Igarashi Michihiro
    • Journal Title

      Mol Brain

      Volume: 10 Pages: 10(1):47

    • DOI

      10.1186/s13041-017-0328-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mutation-induced loss of APP function causes GABAergic depletion in recessive familial Alzheimer’s disease: analysis of Osaka mutation-knockin mice2017

    • Author(s)
      Umeda Tomohiro、Kimura Tetsuya、Yoshida Kayo、Takao Keizo、Fujita Yuki、Matsuyama Shogo、Sakai Ayumi、Yamashita Minato、Yamashita Yuki、Ohnishi Kiyouhisa、Suzuki Mamiko、Takuma Hiroshi、Miyakawa Tsuyoshi、Takashima Akihiko、Morita Takashi、Mori Hiroshi、Tomiyama Takami
    • Journal Title

      Acta Neuropathol Commun

      Volume: 5 Pages: 5(1):59

    • DOI

      10.1186/s40478-017-0461-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comprehensive Behavioral Analysis of Activating Transcription Factor 5-Deficient Mice2017

    • Author(s)
      Umemura Mariko、Ogura Tae、Matsuzaki Ayako、Nakano Haruo、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Takahashi Yuji
    • Journal Title

      Front Behav Neurosci

      Volume: 11 Pages: 11:125

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2017.00125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Decreased cohesin in the brain leads to defective synapse development and anxiety-related behavior2017

    • Author(s)
      Fujita Yuki、Masuda Koji、Bando Masashige、Nakato Ryuichiro、Katou Yuki、Tanaka Takashi、Nakayama Masahiro、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Tanaka Tatsunori、Ago Yukio、Hashimoto Hitoshi、Shirahige Katsuhiko、Yamashita Toshihide
    • Journal Title

      J Exp Med

      Volume: 214 Pages: 1431~1452

    • DOI

      10.1084/jem.20161517

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prothymosin alpha-deficiency enhances anxiety-like behaviors and impairs learning/memory functions and neurogenesis2017

    • Author(s)
      Ueda Hiroshi、Sasaki Keita、Halder Sebok Kumar、Deguchi Yuichi、Takao Keizo、Miyakawa Tsuyoshi、Tajima Atsushi
    • Journal Title

      J Neurochem

      Volume: 141 Pages: 124~136

    • DOI

      10.1111/jnc.13963

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウス大脳皮質におけるアグリカン陽性ペリニューロナルネットの発現2018

    • Author(s)
      上野浩司, 高雄啓三, 藤井一希, 末光俊介, 岡本基, 石原武士
    • Organizer
      第95回日本生理学会大会
  • [Presentation] Behavioral physiological approach to the pathology and treatment of psychiatric disorders2018

    • Author(s)
      高雄 啓三
    • Organizer
      第8回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム
  • [Presentation] 遺伝子改変マウスの行動解析を起点とした精神疾患研究2017

    • Author(s)
      高雄 啓三
    • Organizer
      2017年度 生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
  • [Presentation] ノンコードゲノム領域の機能理解へのGenome Architectureの試み2017

    • Author(s)
      北野翔平, 金子真也, 高雄啓三, 相澤康則
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
  • [Presentation] マウス大脳皮質におけるパルブアルブミンニューロンと神経細胞周囲網の年齢に関連した変化2017

    • Author(s)
      上野浩司, 高雄啓三, 末光俊介, 岡本 基, 石原武士
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会 ConBio2017
  • [Presentation] Mouse behavioral phenotype database.2017

    • Author(s)
      Satoko Hattor, Hirotaka Shoji, Keizo Takao, Tsuyoshi Miyakawa
    • Organizer
      Advances in Neuroinformatics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bidirectional role of postsynaptic cAMP and cGMP in synaptic plasticity and memory2017

    • Author(s)
      Borovac J, Luyben T, Takao K, Okamoto K
    • Organizer
      47th Annual meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CDKL5 controls postsynaptic localization of GluN2B-containing NMDA receptors in the hippocampus, and regulates seizure susceptibility, as well as emotional behaviors and memory2017

    • Author(s)
      Tanaka T, Okuda K, Kobayashi S, Fukaya M, Takao K, Watanabe A, Murakami T, Hagiwara M, Komano- Inoue S, Manabe H, Yamaguchi M, Sakagami H, Miyakawa T, Mizuguchi M, Manabe T
    • Organizer
      47th Annual meeting of Society for Neuroscience
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「こころ」の物質的基盤を探る行動生理学的アプローチ2017

    • Author(s)
      高雄啓三
    • Organizer
      第9回 光操作研究会
  • [Presentation] シプナスオーガナイザー遺伝子点変異導入マウスを用いた神経発達障害発症機構の解明2017

    • Author(s)
      吉田知之、山形敦史、田端彩子、和泉宏謙、城島知子、金 主賢、深田優子、深田正紀、高雄啓三、森 寿、深井周也
    • Organizer
      第39回日本生物学的精神医学会,第47回日本神経精神薬理学会
  • [Presentation] 恒常性維持機構の破綻としての精神疾患2017

    • Author(s)
      高雄啓三
    • Organizer
      第7回オルソオルガノジェネシス検討会
  • [Presentation] 空間弁別に必要なセプチン依存的シナプス制御2017

    • Author(s)
      上田(石原)奈津実, 深澤有吾, 鈴木悠大, 増田啓吾, 高雄啓三, 宮川 剛, 尾藤晴彦, 木下 専
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] West 症候群・Rett 症候群の原因遺伝子CDKL5の相互作用蛋白探索とloss-of -function 解析による統合的機能解明2017

    • Author(s)
      田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 村上拓冬, 深谷昌弘, 高雄啓三, 渡邊 紀, 萩原 舞, 阪上洋行, 水口 雅, 宮川 剛, 真鍋俊也
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] 転写因子ATF5の欠損は行動異常を引き起こす2017

    • Author(s)
      梅村真理子, 小倉多恵, 金子泰之, 中野春男, 高橋 滋, 高雄啓三, 宮川 剛, 高橋勇二
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] 統合失調症モデル Schnurri-2 ノックアウトマウスの歯状回顆粒細胞における三次元電子顕微鏡解析2017

    • Author(s)
      中尾章人, 高雄啓三, 大平耕司, 宮崎直幸, 村田和義, 宮川 剛
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] オーファン代謝型受容体 Prrt 3の大脳特異的ノックアウトマウスの行動解析、およびそのリガンド同定に向けた小分子ライブラリーのスクリーニング2017

    • Author(s)
      陳 以珊, 山本友美, 周 麗, 夏目里恵, 今野幸太郎, 上杉志成, 渡辺雅彦, 高雄啓三, 宮川 剛, 崎村健司, 久保義弘
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
  • [Presentation] ミクログリアに発現する電位依存性プロトンチャネルの脳内における発現差異とその機能2017

    • Author(s)
      河合喬文, 高雄啓三, 崎村健司, 宮川 剛, 岡村康司
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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