研究課題
基盤研究(B)
大脳新皮質の多数の領野・細胞の統合的な活動によって、ヒトは状況に応じた適切な行動を選択します。この統合的操作は高次前頭皮質から他の領野へのトップダウン信号と呼ばれる司令と、各領野内での複数の細胞の同期的活動によって実現されると考えられます。本研究は齧歯類の行動に関係する皮質領野間のトップダウン信号と同期的活動の元になる局所振動の機能的関係を調べることで、新皮質の情報処理の理解に貢献します。
大脳皮質運動野は運動学習に必要だと知られているが、学習に関連した活動・回路変化はよく分かっていない。運動野錐体細胞は、1層で高次野と視床からの軸索と、5層では抑制性細胞と結合を作る。本研究では、運動野錐体細胞の1層と5層のシナプス回路機能を探索した。1層では、高次野から投射する細胞を同定し、運動学習において高次野入力の一時的改変に従って視床入力の再編が決まり、学習記憶は新生・存続した視床入力スパインで伝えられることを明らかにした。5層では、錐体細胞サブタイプである錐体路細胞と抑制性細胞サブタイプであるFS細胞の相互結合によって、学習促進に必要な局所振動が起きることを明らかにした。
大脳皮質の運動制御機構を理解するには、運動野における局所振動の発生機構と機能的役割や、運動野への高次皮質入力と視床入力の構造的・機能的違いを知る必要がある。本研究は、運動野振動の回路構造と学習への関与、および高次皮質と視床から運動野への投射様式・可変性規則を明らかにしたことで、前頭皮質の運動学習における同期的・階層的処理の理解に貢献した。
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