運動学習における腹側被蓋野の役割解明と同領域の賦活化による運動機能調節の試み

• 研究課題/領域番号: 15K12780
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 脳計測科学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 高島 一郎 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, 研究グループ長 (90357351)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 腹側被蓋野 / 一次運動野 / 膜電位イメージング / 運動学習 / 脳電気刺激 / マイネルト核 / 電気刺激 / 筋活動

研究成果の概要

中脳のドーパミン神経核（腹側被蓋野）から運動野皮質への神経投射の役割解明を試みた。一次運動野皮質の神経活動を膜電位イメージング法で解析した結果、腹側被蓋野が一次運動野皮質の神経応答を数十ミリ秒の時間窓で制御していることが明らかになった。また、腹側被蓋野は高次運動野の神経活動も直接・間接的に調節している可能性が示された。さらに、運動学習中の腹側被蓋野に電気刺激を与えることにより、歩行の運動パフォーマンスが改善される可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Topographical projections from the nucleus basalis magnocellularis (Meynert) to the frontal cortex: A voltage-sensitive dye imaging study in rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka Kazuaki、Watanabe Yumiko、Takashima Ichiro
  • 雑誌名: Brain Stimulation 巻: 10 号: 5 ページ: 977-980
  • DOI: 10.1016/j.brs.2017.06.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Safety of anodal transcranial direct current stimulation with respect to blood-brain barrier permeability in the rat (2017)
  • 著者名/発表者名: Nik-Mohd-Afizan NAR, Watanabe Y, Takashima I
  • 雑誌名: Current Neurobiology 巻: 8 ページ: 34-39
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Blood-brain barrier derangement after electrical brain stimulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Yumiko、Nik-Mohd-Afizan N.A.R.、Takashima Ichiro
  • 雑誌名: Journal of Neurology and Neuromedicine 巻: 2 号: 10 ページ: 1-5
  • DOI: 10.29245/2572.942x/2017/10.1162
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-order motor cortex in rats receives somatosensory inputs from the primary motor cortex via cortico-cortical pathways (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunori N., Takashima I
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 44 号: 11 ページ: 2925-2934
  • DOI: 10.1111/ejn.13427
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The ventral tegmental area modulates intracortical microstimulation (ICMS)-evoked M1 activity in a time-dependent manner (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunori N, Kajiwara R, Takashima I
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 616 ページ: 38-42
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2016.01.047
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] The modulation of the sensory responses of rat S1 by cortical direct current stimulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kunori N, Takashima I
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Assessment of transcranial electrical stimulations using object recognition tasks (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y、Takei H, Takashima I
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター（静岡）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] ラットマイネルト基底核への電気刺激が誘発する前頭皮質神経活動の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺、出澤、長坂、高島
  • 学会等名: Symposium on Human Informatics (SHI) 2017
• [学会発表] Real time monitoring system for lactic acid released from Ex vivo preparation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamata S, Negishi S, Takashima I, Kudou H, Kajiwara R
  • 学会等名: Neuroscience 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 経頭蓋電気刺激による神経可塑性の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武井、渡辺、高島
  • 学会等名: 第32回生体・生理工学シンポジウム
• [学会発表] Analysis of neural responses in rat frontal cortex evoked by single or burst stimulation of the nucleus basalis of Meynert (2017)
  • 著者名/発表者名: Dezawa S, Nagasaka K, Watanabe Y, Takashima I
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 新奇物体再認課題を用いたラット脳電気刺激法の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武井、渡辺、九里、高島
  • 学会等名: SICEライフエンジニアリング部門シンポジウム 2016
  • 発表場所: 大阪国際交流センター（大阪）
  • 年月日: 2016-11-03
• [学会発表] Voltage-sensitive dye imaging of rat frontal neuronal activity evoked by stimulation of the basal forebrain (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagasaka K, Watanabe Y, Kunori N, Kajiwara R, Takashima I
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会
• [産業財産権] 脳表を局所的に損傷させる方法 (2017)
  • 発明者名: 仲田真理子、長坂和明、下田将之、高島一郎、山本慎也
  • 権利者名: 仲田真理子、長坂和明、下田将之、高島一郎、山本慎也
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-212091
  • 出願年月日: 2017