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痛覚刺激による注意干渉の回路メカニズム:マウス皮質イメージングを用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K06518
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分46030:神経機能学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

菱田 竜一  新潟大学, 脳研究所, 准教授 (90313551)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード神経科学 / 脳・神経 / 生理学 / 可視化 / 認知科学 / 痛覚 / フラビン蛋白質イメージング / マウス / 注意
研究成果の概要

痛覚刺激が注意という高次機能に干渉することは知られていたが、その神経回路メカニズムは不明であった。そこで、「痛覚情報を処理する連合野ネットワークから全感覚野には密な抑制性投射が存在し、その逆行性投射による感覚野抑制が、痛覚刺激による注意干渉のメカニズムである」という仮説を立て、麻酔下マウスの皮質イメージングという手法を用いて解析を進めた。そして、①頭頂連合野は定常的に体性感覚野の痛覚応答を抑制している、②頭頂連合野による感覚野抑制の効率はモダリティによって異なり、抑圧メカニズムが異なることが示唆される、③前頭連合野も定常的に体性感覚野の痛覚応答を抑制している、等の結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトは不意に足の小指をぶつけると、突然の痛みに注意が奪われてしまう。痛覚は生存にとって極めて重要な情報なので、注意を強烈に引き付けて現在行っている認知活動を中断し、痛みへの対応を最優先にするような仕組みが進化したと考えられる。では一体、いかなる神経回路メカニズムによって痛覚刺激は注意を奪うのだろうか?本研究では、仮説「痛覚情報を処理する連合野ネットワークから全感覚野には密な抑制性投射が存在し、その逆行性投射による感覚野抑制が、痛覚刺激による注意干渉のメカニズムである」の検証を試み、頭頂連合野や前頭連合野が定常的に体性感覚野の痛覚応答を抑制していることなど、仮説を支持する結果が得られた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Visualization of cortical activation in human brain by flavoprotein fluorescence imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhashi D, Hishida R, Oishi M, Hiraishi T, Natsumeda M, Shibuki K, Fujii Y.
    • 雑誌名

      J Neurosurg

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3171/2022.1.jns212542

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auditory cortical activity elicited by infrared laser irradiation from the outer ear in Mongolian gerbils.2020

    • 著者名/発表者名
      Tamai Y, Ito Y, Furuyama T, Horinouchi K, Murashima N, Michimoto I, Hishida R, Shibuki K, Hiryu S, Kobayasi KI
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 10 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0240227

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Feedback inhibition derived from the posterior parietal cortex regulates the neural properties of the mouse visual cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Hishida R, Horie M, Tsukano H, Tohmi M, Yoshitake K, Meguro R, Takebayashi H, Yanagawa Y, Shibuki K
    • 雑誌名

      Eur J Neurosci

      巻: 50 号: 6 ページ: 2970-2987

    • DOI

      10.1111/ejn.14424

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acute spatial spread of NO-mediated potentiation during hindpaw ischaemia in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Onishi T, Watanabe T, Sasaki M, Kamiya Y, Horie M, Tsukano H, Hishida R, Kohno T, Takebayashi H, Baba H, Shibuki K
    • 雑誌名

      J Physiol.

      巻: 597 号: 13 ページ: 3441-3455

    • DOI

      10.1113/jp277615

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Associative responses to visual shape stimuli in the mouse auditory cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Ogi M, Yamagishi T, Tsukano H, Nishio N, Hishida R, Takahashi K, Horii A, Shibuki K
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 14 号: 10 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0223242

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reciprocal connectivity between secondary auditory cortical field and amygdala in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukano H, Hou X, Horie M, Kitaura H, Nishio N, Hishida R, Takahashi K, Kakita A, Takebayashi H, Sugiyama S, Shibuki K
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 19610-19610

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56092-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular diversity of clustered protocadherin-α required for sensory integration and short-term memory in mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi T, Yoshitake K, Kamatani D, Watanabe K, Tsukano H, Hishida R, Takahashi K, Takahashi S, Horii A, Yagi T, Shibuki K.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 9616-9616

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28034-4

    • 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] Higher visual responses in the temporal cortex of mice2018

    • 著者名/発表者名
      Nishio Nana、Tsukano Hiroaki、Hishida Ryuichi、Abe Manabu、Nakai Junichi、Kawamura Meiko、Aiba Atsushi、Sakimura Kenji、Shibuki Katsuei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 11136-11136

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29530-3

    • 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] Direct Relay Pathways from Lemniscal Auditory Thalamus to Secondary Auditory Field in Mice.2018

    • 著者名/発表者名
      Ohga S, Tsukano H, Horie M, Terashima H, Nishio N, Kubota Y, Takahashi K, Hishida R, Takebayashi H, Shibuki K.
    • 雑誌名

      Cereb Cortex

      巻: 28 号: 12 ページ: 4424-4439

    • DOI

      10.1093/cercor/bhy234

    • 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
  • [学会発表] マウス頭頂連合野から一次視覚野への抑制投射は視覚野のコントラスト感受性制御に機能する2019

    • 著者名/発表者名
      菱田竜一、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス後部頭頂連合野の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      吉武講平、菱田竜一、八木健、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 痛みは一次感覚野のレベルで知覚応答を遮断する2018

    • 著者名/発表者名
      菱田竜一、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 後部頭頂連合野の高次機能: マウスモデルを用いた解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉武講平、西尾奈々、塚野浩明、菱田竜一、八木健、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス大脳聴覚野のトノトピーの複雑性は視床皮質路の投射構造を反映する2018

    • 著者名/発表者名
      塚野浩明、大賀慎平、堀江正男、寺島裕貴、西尾奈々、窪田和、高橋邦行、菱田竜一、竹林浩秀、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 側頭皮質まで続くマウス視覚腹側経路の発見2018

    • 著者名/発表者名
      西尾奈々、塚野浩明、菱田竜一、阿部学、中井淳一、川村名子、饗場篤、崎村健司、澁木克栄
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 新潟大学脳研究所システム脳生理学分野ホームページ

    • URL

      http://www.bri.niigata-u.ac.jp/~physio/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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