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随意性急速眼球運動系における選択的経路遮断による小脳運動制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06937
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
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

高橋 真有  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師(キャリアアップ) (50581344)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードサッケード / 小脳 / 上丘 / 回旋 / 運動制御 / 随意運動制御 / 室頂核 / 眼球運動 / 随意性運動制御
研究開始時の研究の概要

小脳による運動制御メカニズムを明らかにするため、随意性急速眼球運動(サッケード)系の神経回路と小脳がどのような入出力関係にあるかを明らかにする。サッケードを訓練したサルで、小脳の眼球運動関連領域(第VII小葉)・室頂核・脳幹サッケード生成回路の各領域で、サッケード中の細胞活動を記録し、その信号の流れを解析する。さらに、関連する経路の一部をウイルスベクターを用いたDREADD法で経路選択的に遮断し、推尺異常の小脳失調モデルを作成する。経路遮断前後での眼球運動を記録し、各部位での神経活動・制御信号の小脳内の流れとと照らし合わせて、小脳の随意運動制御の動作原理を解明する。

研究成果の概要

両側上丘(中脳にあるサッケードの中枢)から小脳虫部VII葉の眼球運動関連領域への入力路を同定したが、この部位は、小脳のzebrinの縦縞模様(+)(AldolaseC(+))の領域と一致しており、対側の下オリーブ核内側副核(MAO)から登上線維入力を受けていた。
また、視覚誘導性サッケードを訓練するためのシステム(Rex Systemを導入)を構築しさらにNewRexシステムへの改良を行った。アイコイルを用いたサッケード計測ではなく、回旋運動を含めた眼球運動を記録解析するため、高速赤外線ビデオカメラ(500Hz sampling)を用いた計測法を新たに開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

めまい疾患(眼振を有する)の病態解明において、眼球運動の中枢神経回路の解明は不可欠である。ヒトに近いサルにおいて、水平・垂直・回旋の三次元眼球運動をカメラによって計測し、正確に解析する必要があり、そのための計測システム、解析プログラムの開発を行った。
また、小脳による眼球運動制御メカニズムは、未解明の部分が多いが、その一端を解明した。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Brainstem Circuits Triggering Saccades and Fixation.2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Sugiuchi Y, Na J, Shinoda Y
    • 雑誌名

      J. Neuroscience

      巻: 42 号: 5 ページ: 789-803

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1731-21.2021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural substrates for generation of oblique saccades.2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Sugiuchi Y, Shinoda Y
    • 雑誌名

      Equilibrium research

      巻: 81 ページ: 67-78

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural Circuits of Inputs and Outputs of the Cerebellar Cortex and Nuclei2021

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi and Yoshikazu Shinoda
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: in press ページ: 70-88

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.07.051

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural Circuits of Inputs and Outputs of the Cerebellar Cortex and Nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi, Yoshikazu Shinoda
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological and electrophysiological characteristics of the commissural system in the superior colliculi for control of eye movements2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 雑誌名

      Progress in Brain Research

      巻: 249 ページ: 105-115

    • DOI

      10.1016/bs.pbr.2019.04.027

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brainstem Neural Circuits for Fixation and Generation of Saccadic Eye Movements.2019

    • 著者名/発表者名
      Shinoda Y., Takahashi M., and Sugiuchi Y.
    • 雑誌名

      Progress in Brain Research

      巻: 249 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1016/bs.pbr.2019.04.007

    • 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] 眼球運動系と小脳2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 37 ページ: 953-957

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neural Circuits Triggering Saccades and Fixation2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Suciuchi Y, Shinoda Y
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] サッケードとVORの共通座標(教育講演)2020

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 学会等名
      第58回日本神経眼科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水平性サッケードの開始と維持に関わる脳幹神経回路2020

    • 著者名/発表者名
      高橋真有、杉内友理子、篠田義一
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Common coordinate of eye movements shared by saccadic and vestibulooculomotor systems2020

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第97回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Frame of reference for saccadic eye movements2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直性眼球運動の神経経路とサッケード眼球運動の座標系2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 学会等名
      第78回日本めまい平衡医学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サッケードの座標系について2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 学会等名
      第57回日本神経眼科学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Brainstem neural circuits of horizontal and vertical saccadic eye movements and their relation to quick phases of vestibular nystagmus2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第46回国際平衡神経科学会総会(NES)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brainstem Neural circuits for saccadic eye movements and their frame of reference2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      Neural Control of Movement
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Fastigial Nucleus Input/Output related to Motor Control. Cerebellum as a CNS Hub, (eds.) H. Mizusawa, S. Kakei2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Shinoda Y
    • 出版者
      Springer Nature
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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