2019 Fiscal Year Annual Research Report
Rhythmic neural activity in the striatum of running mouse
Publicly Offered Research
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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18H04945
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
木津川 尚史 立命館大学, 生命科学部, 教授 (10311193)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | リズム / 連続運動 / ステップホイール / 線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の行動の多くは繰返し運動になっている。ドーパミン神経の投射先である線条体の神経情報処理が、歩行を始めとする繰返し運動の機能に関与していることが、パーキンソン病研究の知見や、ステップホイールを走行するマウスを用いた我々の研究などからわかっている。しかし、線条体神経細胞が歩行中のどのような局面に関与しているのか、また繰返し運動の制御にどのように寄与しているのかは明らかになっていなかった。
我々は、ステップホイールで複雑なペグパターンを走行するマウスが実際にどのような運足状態になっているかを解析し、大脳基底核線条体から神経活動を計測した。その結果、一連のペグパターン内の数か所において、運足などの運動にリズミカルな協調が起きていることが見出された。この結果は、運動中に自発的なリズム協調が起きている可能性を示している。また、線条体神経細胞が脚の運動の周期や位相などリズムのパラメタに反応して活動していることを見出した。
得られた結果は、マウスは複雑に配置されたペグの上を走行する際に、単にペグが到来するタイミングに合わせてペグ上に足を置いていくのではなく、自らの体部位間の協調（本研究では左右前肢の協調）をリズムを利用して達成していることを示している。動物の体には関節や筋肉が多数存在し自由度が非常に高いため、運動の協調を達成するための組合せは無数に存在する。繰返し運動を周期と位相というリズムのパラメタで表現することは、自由度を大きく低減して体部位間の協調を容易にしている可能性が考えられ、線条体は繰返し運動をリズムのパラメタによりコードすることにより、繰返し運動の効率的コード化に寄与していることが推測される。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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