Neuronal mechanisms for subjectification ("tojisha-ka") process
| Project Area | Human behavioral science for subjectification ("tojisha-ka") by interaction-based & rule-/story-based understanding of the brain & the world |
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| Project/Area Number |
21H05176
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (I)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柳下 祥 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (50721940)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多田 真理子 東京大学, 相談支援研究開発センター, 講師 (70758193)
植松 朗 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (90716242)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥223,730,000 (Direct Cost: ¥172,100,000、Indirect Cost: ¥51,630,000)
Fiscal Year 2023: ¥37,700,000 (Direct Cost: ¥29,000,000、Indirect Cost: ¥8,700,000)
Fiscal Year 2022: ¥36,790,000 (Direct Cost: ¥28,300,000、Indirect Cost: ¥8,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥73,840,000 (Direct Cost: ¥56,800,000、Indirect Cost: ¥17,040,000)
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| Keywords | ドーパミン / トラウマ / 聴覚予測課題 / 消去 / 聴覚予測 / マウスMRI / 皮質脳波 / 聴覚系 / PTSD / 超高磁場MRI / EEG / トラウマ・モデル |
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| Outline of Research at the Start |
人は世界と相互作用する際に法則性と物語性の２面性を状況に応じて切り替えたり、多元的に内在化したりすると考えられる。これら脳法則性と脳物語性が実際にどのように統合的に機能するかについては不明であった。そこで、個体脳の法則性と物語性を統合的に扱う動物モデル研究を考案し、人での実験的研究と相補的に進めることで、個体が世界と相互作用する際の脳基盤を明らかにする。さらに物語性におけるトラウマ体験があった状態から回復する当事者化の脳基盤を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
B02では個体脳の法則性と物語性を統合的に扱う動物モデル研究を考案し、人での実験的研究と相補的に進めることで、個体が世界と相互作用する際の脳基盤を明らかにし、さらに物語性におけるトラウマ体験があった状態から回復する当事者化の脳基盤を明らかにすることを目的としている。柳下は個体ー世界相互作用による個体脳への影響を調べるために新規実験系を構築し、報酬が期待されながらも徐々に認知負荷レベルを高めるために常に一定割合で間違いが発生する状況にマウスを一ヶ月程度暴露する実験系を構築した。このような環境にあった時にD2受容体系を少量覚醒剤で阻害するとマウスはホームケージなどで異常行動を示すことを見出した。多田は人の知覚に注目し、脳法則性と物語性の切り替えの実験パラダイムを考案し、生理機能を測定しながら当事者化の認知過程の神経脳基盤について動物モデルから人へとトランスレーションを行っており、具体的には個体ー世界相互作用における聴覚系の特徴を考慮した新規課題開発に向けて、先行研究の調査を行い、ヒトおよびマカクザルで聴覚野を中心とした広域からの皮質脳波データを取得するための計測系を構築した。植松は個体ー世界相互作用において、恐怖情動の再編において法則性に関わる神経機構に雌雄差があることを見出した。次に、物語性を観察するための長期記録装置のセットアップを終えた。また、幼若期ストレスを与えることで成熟時に恐怖情動が高いままになるPTSDモデルを作製し、この遺伝子発現変化や脳構造の変化について検討を行った。
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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
柳下は個体ー世界相互作用による個体脳への影響を調べるためにオペラントチャンバーを３Dプリンタで作成し、４台まず構築した。まずはPCからの制御だが、今後より数を増やすことを考えRasberrypiでの制御も可能とした。環境負荷を長期行うためには実験効率が大きな課題となるためこのスケールアップが安価にできることが重要である。この系が稼働することが確認され、マウスの行動記録解析系の構築に成功した。多田は個体ー世界相互作用において、当事者化の過程における法則性と物語性の概念が知覚（特に聴覚系）において精度や効率を改善するうえでどのように備えられていると考えられるのか、先行研究の調査を行った。予測や予測誤差の検出には聴覚野外の幅広い領域も関与していると考えられるため、ヒトおよびマカクザルで聴覚野を中心とした広域から皮質脳波データを取得するための計測系を構築した。植松は個体ー世界相互作用において、法則性と物語性の神経機構解明を進めた。恐怖消去の際、法則性に関与するドーパミンを受容するD1,D2神経細胞の活動を光遺伝学にて操作した結果、性差があることを発見した。また、恐怖消去中においてD1、D2神経活動を反映するカルシウム動態と受容されるドーパミン量を同時に観察したところ、雌雄にドーパミン変化の差はないものの、D1,D2活動には差があることが分かった。
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| Strategy for Future Research Activity |
柳下は今後、認知負荷中およびホームケージでの活動中にドーパミン活動を測定する。このためにフォトメトリー系を構築していく。特にファイバーレスで記録可能かについて検討する。さらにヒトとの対応をとっていくためにマウスMRIで脳体積の測定をしていく。多田は今後、従来課題における法則性と物語性の処理過程を解析しつつ、特に物語性の処理過程を検出するのに最適な新規課題を完成させ、皮質脳波および頭皮脳波での予備的計測を進める。恐怖消去中において法則性に関する神経活動について性ホルモンが及ぼす影響を解明する。情動記憶の物語性について、齧歯類において情動記憶を振り返る神経機構があるかを探索する。MRIによってPTSDモデルにおける各脳部位の大きさやコネクションを解析することで法則性と物語性における影響を網羅的に解析する。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
