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ソングバードを用いた発話コミュニケーション障害「吃音」の神経行動学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K19629
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

和多 和宏  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70451408)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードコミュニケーション障害 / ソングバード / 大脳基底核 / アデノ随伴ウイルス / 時系列制御 / くり返し異常 / 吃音 / 発声学習 / 介在ニューロン / 音声コミュニケーション障害 / 学習臨界期 / 発声パターン / 運動異常 / 動物モデル
研究成果の概要

「吃音」の動物モデルとしてソングバードを用い、音声繰り返し異常の神経メカニズムの解明を目標に研究を行った。DlxプロモータによるGABAergic interneuronに限定した遺伝子発現制御を可能し、介在ニューロン特異的なアポトーシスを誘導した。その結果、成鳥においても、繰り返し音素の異常増加が誘導された。これに対して、pan-cell typeプロモータのCMVプロモーターを用いた場合、音素繰り返しの軽微な増加が観察されたのみであった。これは大脳基底核内の細胞タイプ特異的な機能異常による運動パターンの時系列制御の困難さが誘導されるとする『大脳基底核ループ機能異常』仮説を強くサポートする。

研究成果の学術的意義や社会的意義

思考したことを言葉として表出できない、会話が流暢にできないといった障害がある。発話コミュニケーション障害と呼ばれるものである。その一つに「吃音(どもり stuttering)」がある。しかし、現在吃音の発症原因は明らかにされておらず、治療方法も十分に整備されていない。本研究によるソングバードを用いた研究により、大脳基底核内の細胞タイプ特異的な機能異常による運動パターンの時系列制御の困難さが誘導されるとする『大脳基底核ループ機能異常』仮説を強くサポートする結果を得た。また、鳥類と哺乳類で保存された神経回路における機能異常と考えることができる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Korea Brain Research Institute(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] King Abdullah University(サウジアラビア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Colgate University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Statistical learning for vocal sequence acquisition in a songbird2020

    • 著者名/発表者名
      James Logan S.、Sun Herie、Wada Kazuhiro、Sakata Jon T.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 2248-2248

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58983-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Corticobasal ganglia projecting neurons are required for juvenile vocal learning but not for adult vocal plasticity in songbirds2019

    • 著者名/発表者名
      Sanchez-Valpuesta M, Suzuki Y, Shibata Y, Toji N, Ji Y, Afrin N, Asogwa CN, Kojima I, Mizuguchi D, Kojima S, Okanoya K, Okado H, Kobayashi K, Wada K
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A

      巻: 116 号: 45 ページ: 22833

    • DOI

      10.1073/pnas.1913575116

    • NAID

      120006842193

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcriptional regulatory divergence underpinning species-specific learned vocalization in songbirds2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Hongdi、Sawai Azusa、Toji Noriyuki、Sugioka Rintaro、Shibata Yukino、Suzuki Yuika、Ji Yu、Hayase Shin、Akama Satoru、Sese Jun、Wada Kazuhiro
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 17 号: 11 ページ: e3000476-e3000476

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3000476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vocal practice regulates singing activity–dependent genes underlying age-independent vocal learning in songbirds2018

    • 著者名/発表者名
      Hayase Shin、Wang Hongdi、Ohgushi Eri、Kobayashi Masahiko、Mori Chihiro、Horita Haruhito、Mineta Katsuhiko、Liu Wan-chun、Wada Kazuhiro
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 16 号: 9 ページ: e2006537-e2006537

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.2006537

    • NAID

      120006585779

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inter- and intra-specific differences in muscarinic acetylcholine receptor expression in the neural pathways for vocal learning in songbirds2018

    • 著者名/発表者名
      Asogwa Norman C.、Mori Chihiro、Sanchez-Valpuesta Miguel、Hayase Shin、Wada Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 526 号: 17 ページ: 2856

    • DOI

      10.1002/cne.24532

    • NAID

      120006769955

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Singing activity-driven Arc expression associated with vocal acoustic plasticity in juvenile songbird2018

    • 著者名/発表者名
      Hayase Shin、Wada Kazuhiro
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 48 号: 2 ページ: 1728-1742

    • DOI

      10.1111/ejn.14057

    • NAID

      120006585776

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recurrent development of song idiosyncrasy without auditory inputs in the canary, an open-ended vocal learner2018

    • 著者名/発表者名
      Mori Chihiro、Liu Wan-chun、Wada Kazuhiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 8732-8732

    • DOI

      10.1038/s41598-018-27046-4

    • NAID

      120006522664

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurotensin and neurotensin receptor 1 mRNA expression in song-control regions changes during development in male zebra finches.2018

    • 著者名/発表者名
      Merullo DP, Asogwa CN, Sanchez-Valpuesta M, Hayase S, Pattnaik BR, Wada K, Riters LV.
    • 雑誌名

      Dev Neurobiol.

      巻: Accepted 号: 7 ページ: 671-686

    • DOI

      10.1002/dneu.22589

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sex differences in brain thyroid hormone levels during early post-hatching development in zebra finch (Taeniopygia guttata)2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi S., Hayase S., Aoki N., Takehara A., Ishigohoka J., Matsushima T., Wada K., Homma K.J.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0169643

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Transcriptional regulatory divergence underpinning species-specific learned vocalization in songbirds2019

    • 著者名/発表者名
      Hongdi Wang, Azusa Sawai, Noriyuki Toji, Rintaro Sugioka, Yukino Shibata, Yuika Suzuki, Yu Ji, Shin Hayase, Satoru Akama, Jun Sese, Kazuhiro Wada
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of repetitive syllable sequence by the excitatory and inhibitory balance in the basal ganglia song nucleus in songbirds2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Ji; Miguel Sanchez-Valpuesta; Kazuhiro Wada
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鳴禽類ソングバードにおける自発的発声学習行動によって駆動される脳内遺伝子発現動態と神経回路成熟2019

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本解剖学会 第124回総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inter- and intra-specific differences of muscarinic acetylcholine receptor expression in the neural pathways for vocal learning in songbirds2018

    • 著者名/発表者名
      Chinwake N. Asogwa, Kazuhiro Wada
    • 学会等名
      Japan Songbird Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulatory divergence of gene transcription for species-specific song production in songbirds2018

    • 著者名/発表者名
      Hongdi Wang, Kazuhiro Wada
    • 学会等名
      Japan Songbird Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鳴禽類ソングバードの歌学習個体差をつくる生得的学習バイアス2018

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本進化学会 第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鳴禽類ソングバードの種特異的発声パターン生成の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本進化学会 第19回東京大会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発的行動に起因する発声学習表現型の個性創発の神経分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      和多和宏
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会(2017年度生命科学系学会合同年次大会) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Species-specificity and Individualdifferences of muscarinic acetylcholine receptors expression in the song circuits2017

    • 著者名/発表者名
      Asogwa Chinweike Norman, Chihiro Mori, Sanchez Miguel-Valpuesta, Shin Hayase and Kazuhiro Wada
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Brain Evolution by Design: From Neural Origin to Cognitive Architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeno S., Murakami Y., & Nomura T. 編著 Wada K, Chen C-C & Jarvis ED 担当
    • 総ページ数
      438
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9784431564676
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大脳皮質-基底核投射神経細胞は幼弱期の発声学習に必要(理学研究院 准教授 和多和宏)

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2019/10/-.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 論文解説 Sanchez-Valpuesta et al. 2019

    • URL

      https://www.wada-lab.org/publications-%E7%A0%94%E7%A9%B6%E6%A5%AD%E7%B8%BE-1/%E8%AB%96%E6%96%87%E8%A7%A3%E8%AA%AC-sanchez-et-al-2019/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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