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哺乳類の皮質下情動回路における運動発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06953
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
研究機関富山大学

研究代表者

西丸 広史  富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (20302408)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード情動 / 運動 / 歩行 / 報酬 / 情動行動 / 歩行運動 / 皮質下神経回路 / 前頭前野 / 運動制御 / 多点同時記録 / マウス / 神経回路
研究開始時の研究の概要

情動は、個体そして種の生存のためには欠かせないものであり、ヒトをはじめとする哺乳類の脳機能のなかでも最も重要なものの一つである。本研究では、上丘から前頭前野にいたる情動関連領域において、感覚刺激によって生じた情動を運動出力に変換する神経メカニズムを解明することを目的とする。視覚刺激をもとに決められた運動を行なって報酬を獲得する行動課題を学習させたマウスにおいて複数の脳領域のニューロン群の活動を同時に測定し、また特定のニューロン集団の活動を人為的に操作することで、どのように情動から運動信号へと変換しているのかを明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、哺乳類の中枢神経系の情動関連領域において、感覚刺激によって生じた情動をボトムアップに 運動出力に変換する神経メカニズムを明らかにすることを目的とした。前帯状皮質(Anterior cingulate cortex, ACC)は皮質下からの情動および運動の信号を統合していると想定されている。しかし、ACCニューロンがそれをどのように符号化しているのかは不明であった。本研究では、電気生理学的手法を用いて、マウスの報酬獲得課題中のACCニューロンの活動を記録・解析した。その結果、AACのニューロンが運動と報酬に関連する情報を符号化し、報酬獲得の有無を表現していることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

情動は動物にとって、個体の生存と種の保存のためには欠かせないものであり、ヒトをはじめとする哺乳類の脳機能のなかでも最も重要なものの一つである。しかし、情動表出の際に運動発現を伴うことが多いが、そのメカニズムは不明であった。本研究の成果は、情動と運動の情報が脳内でどのように統合され、神経ネットワークで符号化され表現されているかを明らかにする上で、非常に重要なものである。また、この領域の異常が、うつ病や行動運動障害を伴う自閉症や注意欠陥多動性障害の病態に深く関わっていると考えられており、その神経メカニズムを解明する上でも貢献できると考えられる。

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

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Federal University of Espirito Santo(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Neuronal Representation of Locomotion During Motivated Behavior in the Mouse Anterior Cingulate Cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Sachuriga、Nishimaru Hiroshi、Takamura Yusaku、Matsumoto Jumpei、Ferreira Pereira de Araujo Mariana、Ono Taketoshi、Nishijo Hisao
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 15 ページ: 655110-655110

    • DOI

      10.3389/fnsys.2021.655110

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] マウス背内側前頭前野における目的指向的歩行運動の情報の符号化2021

    • 著者名/発表者名
      西丸 広史
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス前帯状皮質ニューロンにおける報酬獲得行動の際の歩行運動の情報表現2020

    • 著者名/発表者名
      西丸 広史, Sachuriga, 高村 雄策, 松本 惇平, 小野 武年, 西条 寿夫
    • 学会等名
      第43回日本神経科学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 行動課題のパフォーマンスに関連したマウス前帯状皮質ニューロン活動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nishimaru, Sachuriga, Yusaku Takamura, Jumpei Matsumoto, Taketoshi Ono, Hisao Nishijo,
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 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: 2023-01-30  

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