音声信号の認識と行動誘発の神経回路機構

• 研究課題/領域番号: 18H04014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分46:神経科学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 渡邉 大 京都大学, 医学研究科, 教授 (90303817)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円); 2020年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2019年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2018年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
• キーワード: 意思決定 / 社会性 / 音声コミュニケーション / 行動選択 / Ca2+イメージング / ERK活性イメージング / 感覚情報 / 大脳皮質 / 基底核 / 音声 / 聴覚刺激 / イメージング

研究成果の概要

社会性もふまえた意思決定プロセスを理解するためには、動物個体の自然な行動を阻害しない低侵襲な神経機能計測技術が必要である。タッチスクリーン・プラットフォームによる自由行動下の認知課題実施中の動物個体から単一細胞精度で神経機能を計測可能な技術を開発した。さらにDesigner Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADD)に基づく化学遺伝学的手法による実行機能解析手法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトは集団を形成し社会的に行動する。したがって、ヒトの行動原理の神経基盤を理解するためには、このような社会的認知の側面を踏まえた上で、「意思決定」のプロセスが「脳という生物学的な仕組み」にどのように実装されているか解明することが重要である。本研究により開発された技術を応用することにより、意思決定に関わる神経回路メカニズムを解析するとともに、社会的情報を媒介する音声コミュニケーションのような個体間の情報伝達の神経回路と、意思決定に関わる神経回路の相互作用に関する理解が進むことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] MicroRNA-33 maintains adaptive thermogenesis via enhanced sympathetic nerve activity. (2021)
  • 著者名/発表者名: Horie T, Nakao T, Miyasaka Y, Nishino T, Matsumura S, Nakazeki F, Ide Y, Kimura M, Tsuji S, Ruiz Rodriguez R, WatanabeT, Yamasaki T, Xu S, Otani C, Miyagawa S, Matsushita K, Sowa N, Omori A, Tanaka J, Nishimura C, Picciotto MR, Inoue H, Watanabe D, Nakamura K, Sasaki T, Kimura T, Ono K, et al.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 12 号: 1 ページ: 843-843
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21107-5
  • NAID: 120006958077
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chemogenetic Suppression of the Subthalamic Nucleus Induces Attentional Deficits and Impulsive Action in a Five-Choice Serial Reaction Time Task in Mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishioka Tadaaki、Hamaguchi Kosuke、Yawata Satoshi、Hikida Takatoshi、Watanabe Dai
  • 雑誌名: Frontiers in Systems Neuroscience 巻: 14 ページ: 1-13
  • DOI: 10.3389/fnsys.2020.00038
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The potential role of Arhgef33 RhoGEF in foveal development in the zebra finch retina (2020)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Takefumi、Yamamoto Haruka、Kon Tetsuo、Chaya Taro、Omori Yoshihiro、Suzuki Yutaka、Abe Kentaro、Watanabe Dai、Furukawa Takahisa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 21450-21450
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78452-6
  • NAID: 120006952776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of a MOR‐CreER knock‐in mouse line to study cells and neural circuits involved in mu opioid receptor signaling (2019)
  • 著者名/発表者名: Okunomiya Taro、Hioki Hiroyuki、Nishimura Chika、Yawata Satoshi、Imayoshi Itaru、Kageyama Ryoichiro、Takahashi Ryosuke、Watanabe Dai
  • 雑誌名: genesis 巻: 58 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1002/dvg.23341
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of Deep Learning and Image Processing for Tracking the Cognitive Motion of a Laboratory Mouse (2019)
  • 著者名/発表者名: Seohyun Lee, Tomohiko Hayakawa, Chika Nishimura, Satoshi Yawata, Hiroki Yagi, Dai Watanabe, Masatoshi Ishikawa
  • 雑誌名: 2019 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference (BioCAS) 巻: 19 ページ: 8919239-8919239
  • DOI: 10.1109/biocas.2019.8919239
  • 査読あり
• [学会発表] 実行機能における視床下核の因果的役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西岡忠昭、濱口航介、矢和多智、疋田貴俊、渡邉 大
  • 学会等名: 日本神経科学大会2019
  • 国際学会
• [学会発表] 内部モデルに基づいた意思決定とマウス前頭皮質の神経表現 (2019)
  • 著者名/発表者名: 濱口航介、渡邉 大
  • 学会等名: 日本神経科学大会2019
  • 国際学会
• [学会発表] 新規に作成したノックインマウスMOR-CreERによるmu-オピオイド受容体陽性神経回路の可視化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 奥宮太郎、今吉格、日置寛之、西村知華、矢和多智、影山龍一郎、高橋良輔、渡邉 大
  • 学会等名: 日本神経科学大会2019
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: https://www.phy.med.kyoto-u.ac.jp/publications.html