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マーモセット発声修飾神経基盤の解明:1次運動野・前運動野の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06949
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

節家 理恵子 (市原理恵子)  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (30532535)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードマーモセット / 発声 / 随意的制御 / 広域2光子顕微鏡 / カルシウムイメージング / 光遺伝学 / Vocalization / Marmoset / Primary motor cortex
研究開始時の研究の概要

サルチェアーに固定したマーモセットに、学習によって獲得されるPhee callで発声を促す訓練を行い、サルの一次運動野・前運動野における発声関連領域を micro electrocorticography(micro ECoG)を用いて電気生理学的に同定する。次に、同定した脳領域に対し電気刺激を加え、サルのLarynxの動きへの影響の有無とPhee call発声パターンの変化を解析する。最後に、上記脳領域に順行性トレーサーを投与し、還流固定後、脳幹を含む脳組織の解析を行うことで、マーモセットにおいて発声に寄与する一次運動野・前運動野からの投射先(神経回路網)を明らかにする。

研究成果の概要

本研究の目的は、マーモセットの随意的発声に寄与する、一次運動野・前運動野の神経細胞の同定と、その投射先を明らかにすることである。そこで(1)マーモセットに随意的な発声を促すための発声課題の構築、(2)1次運動野・前運動野の口腔顔面領域に対して、電気刺激を用いたマッピング、(3)運動課題を遂行中のマーモセットを用いた、一次運動野・前運動野を対象にした広域2光子イメージング計測系の構築を行った。今後は発声課題を遂行中の個体を用いて一次運動野・前運動野を対象とした広域2光子イメージング計測を行い、随意的発声に寄与する神経細胞群の同定を行う予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒト以外の哺乳動物で、随意的発声を促すための発声課題の構築はこれまで、マカクサルとマーモセットでしか行われておらず、マーモセットを対象とした発声課題の遂行は世界でも1例しか報告がない。本研究によって、随意的発声における前頭葉神経活動計測の研究基盤を整えたことにより、今後随意的発声に寄与する神経回路を明らかにすることが可能になり、ヒトにおいて喉頭筋等の発声器官に損傷が見られないにもかかわらず、発声障害がみられる疾患等の神経基盤の解明の一助となることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Conversion of concept-specific decision confidence into integrative introspection in primates2022

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kentaro、Setsuie Rieko、Miyashita Yasushi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 38 号: 13 ページ: 110581-110581

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110581

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Off-Peak 594-nm Light Surpasses On-Peak 532-nm Light in Silencing Distant ArchT-Expressing Neurons In Vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Setsuie Rieko、Tamura Keita、Miyamoto Kentaro、Watanabe Takamitsu、Takeda Masaki、Miyashita Yasushi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 7 ページ: 101276-101276

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101276

    • 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
  • [学会発表] Vocalization of Common Marmoset2019

    • 著者名/発表者名
      Rieko Setsuie
    • 学会等名
      Sound Analysis Workshop Fall 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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