研究課題
基盤研究(A)
哺乳動物での運動学習は大脳皮質運動野に加え、大脳基底核と小脳も必要とする。本研究では、マウスの前肢レバー引き運動課題学習中に主に２光子イメージング法と光遺伝学・化学遺伝学的手法を適用し、運動学習・運動発現中の大脳基底核と小脳の機能とこれらの領域が相互作用する経路、大脳基底核と小脳のシナプス可塑性と運動野細胞集団活動生成の関連、視床皮質軸索信号と運動野内信号の統合様式を明らかにする。
本研究ではマウスの運動学習中において、M2からM1への入力軸索終末の生存率は減少する一方、運動視床からM1への入力軸索終末は安定化すること、大脳基底核線条体に投射するM１の5層細胞は、運動学習によって形成された運動関連活動が運動を行わない休息後も安定して記憶されること、文脈依存的な運動を行う場合にはM2からM1へ入力する軸索とM1の2/3層細胞が文脈特異的な活動を示すとともに運動が巧緻になっていくことを見出した。
本研究で計測した運動視床細胞は主として大脳基底核からの入力を受ける細胞であり、M1の5層IT細胞は大脳基底核へ強く出力する。M1－大脳基底核－視床－M1のループとM2→M1経路の運動学習にともなう変化を見出したことは、哺乳動物が環境適応して行動するために必須な運動学習がどのような広域脳ネットワーク再編成によって実現されているか、という問いの一端を解き明かしたと言える。大脳基底核の異常はパーキンソン病を含め多くの運動疾患と関係しており、本研究成果はこれらの運動疾患の理解にも重要であり、新たな治療方法への発展も期待される。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)
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