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知覚運動学習中に線条体の局所領域間で生じる機能変化と情報表現の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K20074
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59030:体育および身体教育学関連
研究機関大阪市立大学 (2021)
獨協医科大学 (2020)
福島県立医科大学 (2019)

研究代表者

瀬戸川 将  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (30760508)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード大脳基底核 / 線条体 / 手続き記憶 / 知覚運動学習 / スキル / スポーツ科学 / 学習 / 手続き学習 / 運動スキル / 認知スキル
研究開始時の研究の概要

体育・スポーツで“動作”を熟達するためには、外部の感覚情報に対して適切な行動を選択し、動作を実行できるようになる必要がある。この知覚運動学習には、大脳基底核における線条体が重要な役割を果たす。申請者は、これまでの研究において独自に確立した全脳神経活動の網羅的マッピング技術により、知覚運動学習中の背側線条体の神経活動がダイナミックに変化することを明らかにしてきた。本研究では、知覚運動学習中の習熟度に応じて変化する線条体領域の機能的な役割と情報処理のメカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

我々は、先行研究にて知覚運動学習中に前部線条体と後部線条体が関与することを見出した。本研究では、薬理学的実験により、小動物脳機能イメージング法により特定した前部・後部線条体と知覚運動に対する学習機能の間に因果関係があることを明らかにした。更に、大規模神経活動記録法を用いて学習中における線条体2領域の情報処理の違いを調べ、前部線条体では行動結果を表象するニューロンタイプが多く存在し、後部線条体では刺激-反応応答に関わる情報を持つニューロンタイプの割合が学習に応じて増加することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

先行研究では、線条体の前方部における可塑性が知覚運動学習において重要な役割を果たしていると考えられてきた。一方、本研究では、線条体の前部と後部が知覚運動学習の異なる学習段階において機能することが重要であることを新たに発見した。この成果は、大脳基底核における学習メカニズムの更なる理解に貢献する。

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

    (7件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 弁別学習における線条体の機能的神経回路シフト -小動物イメージングによる学習関連領域の探索と機能解明-2022

    • 著者名/発表者名
      瀬戸川将、水関健司、崔翼龍、小林和人
    • 学会等名
      ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 学習獲得プロセスで変化する皮質基底核ループと線条体投射路の機能2022

    • 著者名/発表者名
      小林和人 , 瀬戸川将 , 井口善生
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 条件付き弁別学習の獲得過程において活動変化を起こす線条体亜領域へ投射する視床領域の同定2021

    • 著者名/発表者名
      西澤佳代 , 瀬戸川将 , 加藤成樹 , 小林和人
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 認知・運動スキルの獲得を支える大脳基底核の神経回路シフト2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸川将、小林和人
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 弁別行動の獲得過程における線条体局所領域間の機能シフト2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸川 将
    • 学会等名
      生理研研究会「行動の多様性を支える神経基盤とその動作様式の解明」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Different function of striatal sub-regions during acquisition of the auditory discrimination task2019

    • 著者名/発表者名
      Setogawa S, Okauchi T, Hu D, Sakayori N, Shigeta M, Hikishima K, Onoe H, Cui YL, Kobayashi K
    • 学会等名
      Neuroscience2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Innately induced palatable feeding by dietary imbalance of essential fatty acids2019

    • 著者名/発表者名
      Sakayori N, Higuchi O, Fukabori R, Iguchi Y, Setogawa S, Eitsuka T, Miyazawa T, Kobayashi K
    • 学会等名
      Neuroscience2019
    • 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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