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ルーティン行動と状況依存的行動を制御する大脳基底核回路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K23778
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0704:神経科学、ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

網田 英敏  京都大学, 霊長類研究所, 特定助教 (80845321)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード神経科学 / 霊長類 / スキル / 黒質外側部 / ペリニューロナルネット / コンドロイチナーゼ / タッチパネル / 記憶 / 大脳基底核 / ルーティン / ベクター / 化学遺伝学
研究開始時の研究の概要

大脳基底核においてルーティン行動と状況依存的行動を制御する神経機構を明らかにする。これらの行動がどのような神経路によって生み出されているかを調べるため、神経トレーサーを用いて神経路を解剖学的に同定する。同定された神経路を化学遺伝学的手法によって操作することで、行動の変化を確かめる。本研究は運動・認知障害の神経機構の解明、および運動・認知障害の新規治療法開発への発展性が期待される。

研究成果の概要

視覚探索スキルを担う大脳基底核・黒質外側部に局在するペリニューロナルネット(PNNs)の役割を明らかにするため、PNNsを分解する薬剤(コンドロイチナーゼABC)を黒質外側部の両側に注入し、「図形―報酬」連合学習への影響を調べた。マカクザルに対し、タッチパネル上に表示される正解図形と不正解図形のどちらかを選ばせることで、スキル学習の成績を評価した。正解図形をタッチした場合には報酬が得られ、不正解図形をタッチした場合には報酬が得られないため、サルは90%以上の割合で正解図形を選ぶようになった。しかし、黒質外側部にコンドロイチナーゼを注入した後は、「図形―報酬」連合学習の形成に障害が見られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、黒質外側部のペリニューロナルネット(PNNs)が「図形―報酬」連合学習形成に寄与していることを示唆する。黒質外側部は1か月以上にわたって長期連合記憶を保持しているが、この長期記憶がどのように形成されているかについてはまだわかっていなかった。本研究成果によりPNNsの連合記憶形成への関与が示唆されたことで、連合記憶形成の物質的基盤の解明が今後進んでいくと考えられる。今後PNNsがどのようにして記憶形成に寄与しているかを明らかにすることができれば、パーキンソン病などのスキル学習障害の治療法の開発に貢献できると期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Optogenetic manipulation of a value-coding pathway from the primate caudate tail facilitates saccadic gaze shift.2020

    • 著者名/発表者名
      Amita H; Kim H; Inoue K; Takada M; Hikosaka O
    • 雑誌名

      Nat Commun

      巻: 11 号: 1 ページ: 1876-1876

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15802-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 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] An Open Resource for Non-human Primate Optogenetics2020

    • 著者名/発表者名
      Tremblay Sebastien、Acker Leah、Afraz Arash、Albaugh Daniel L.、Amita Hidetoshi et al.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 108 号: 6 ページ: 1075-1090

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2020.09.027

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiple neuronal circuits for variable object?action choices based on short- and long-term memories2019

    • 著者名/発表者名
      Hikosaka Okihide、Yasuda Masaharu、Nakamura Kae、Isoda Masaki、Kim Hyoung F.、Terao Yasuo、Amita Hidetoshi、Maeda Kazutaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 52 ページ: 26313-26320

    • DOI

      10.1073/pnas.1902283116

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] The role of the substantia nigra pars lateralis in object skill learning2021

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Amita
    • 学会等名
      第10回 生理研―霊長研―新潟脳研 合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 報酬価値にもとづくサッケードを生み出す基底核神経路メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      網田 英敏
    • 学会等名
      第34回日本大脳基底核研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 価値に基づく眼球運動を制御する大脳基底核神経路2019

    • 著者名/発表者名
      網田 英敏
    • 学会等名
      生理研研究会2019「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
  • [備考] 京都大学教育研究活動データベース

    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/rG0rC

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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