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運動発現の制御と目標指向行動に関わる大脳基底核・直接路および間接路の神経基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K16300
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46030:神経機能学関連
研究機関京都大学 (2020-2021)
玉川大学 (2019)

研究代表者

野々村 聡  京都大学, 霊長類研究所, 特定助教 (10737125)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード目標指向行動 / 線条体 / 直接路 / 間接路 / 背外側 / 背内側 / 報酬 / 運動 / 光遺伝学 / 背外側線条体 / 背内側線条体 / 運動発現 / 大脳基底核 / 電気生理学
研究開始時の研究の概要

大脳基底核・線条体は、背外側(DMS)、背内側(DLS)、腹側(VS)の小区分ごとに機能が異なる可能性が示唆されているが、その神経基盤の全貌は明らかにされていない。本研究は、運動発現の制御と目標指向行動に関わる大脳基底核の直接路と間接路の神経基盤を、線条体内の小区分ごとに明らかにすることを目的としている。光遺伝学的手法と電気生理学的手法を組み合わせ、目標指向行動中のラットの直接路と間接路の神経活動を線条体の広範な領域で記録することで、この目的に迫る。また、小区分ごとの活動特性が確認できた場合には、関連領域の活動を光遺伝学的に操作することによって、因果性の検証をする。

研究成果の概要

目標指向的な行動選択には大脳基底核・線条体の直接路と間接路が重要であるとされている。しかし、これらの経路固有の機能は未だ不明な点が多い。また線条体は、背内側、背外側、腹側の3つの小区分に分けることができる。本研究では、光遺伝学的な手法を用いて、線条体内小区分毎における直接路および間接路の神経活動を同定し、経路固有の神経活動を調べることで、運動発現や目的指向行動にそれらの細胞がどのような活動特性を持っているのかを調べた。その結果、従来、拮抗的に働くと考えられていた直接路と間接路は、運動開始時期においては同調的な活動をすることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

目標指向的な行動選択に関わる脳機能が破綻すると、異常な固執行動や、不秩序な行動選択といった不適応行動(maladaptive behavior)が生じ、経済的、社会的及び精神的な支障をきたす。近年、神経難病で最も多いとされるパーキンソン病(PD)において、その治療薬によって行動選択が障害されることがわかってきている。
本研究成果は、こうしたPDなどの大脳基底核疾患の認知機能障害の理解や、その治療への応用が期待される。

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

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2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)

  • [雑誌論文] A spike analysis method for characterizing neurons based on phase locking and scaling to the interval between two behavioral events2020

    • 著者名/発表者名
      Kawabata Masanori、Soma Shogo、Saiki-Ishikawa Akiko、Nonomura Satoshi、Yoshida Junichi、R?os Alain、Sakai Yutaka、Isomura Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 124 号: 6 ページ: 1923-1941

    • DOI

      10.1152/jn.00200.2020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 行動選択の改善に関わる大脳基底核の神経基盤(成功は直接路,失敗は間接路)2020

    • 著者名/発表者名
      野々村 聡
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 38 ページ: 922-923

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Neuronal Representation of Object Choice in the Striatum of the Monkey.2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nonomura, Kazuyuki Samejima
    • 雑誌名

      frontiers in Neuroscience

      巻: 13 ページ: 1283-1283

    • DOI

      10.3389/fnins.2019.01283

    • NAID

      40022526579

    • 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
  • [学会発表] Predictive coding for action selection by indirect pathway neurons in the rat dorsolateral striatum2021

    • 著者名/発表者名
      Nonomura S, Rios A , Kato S, Sakai Y, Nambu A , Takada M, Kobayashi K, Isomura Y, Kimura M
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 目標志向行動に関わる行動特異的な線条体直接路と間接路の神経活動2021

    • 著者名/発表者名
      野々村 聡
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会合同大会 国際シンポジウム 新たな大脳基底核像を求めて
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Differential activity of indirect pathway neurons in the dorsolateral and dorsomedial striatum for action selection2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nonomura, Shigeki Kato, Yutaka Sakai, Atsushi Nambu, Kazuto Kobayashi, Yoshikazu Isomura and Minoru Kimura
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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