| 研究課題/領域番号 |
21K06418
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46030:神経機能学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
岡田 研一 北海道大学, 医学研究院, 助教 (80790956)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 大脳皮質－大脳基底核ループ / 線条体 / 行動選択 / 眼球運動 / 霊長類 / 大脳皮質基底核ループ / 行動決定 / 大脳基底核ループ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我々は、その場その時の状況・ルールに合わせて柔軟に行動を選択している。このような柔軟な行動選択の背景には、大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化があると考えられる。数日程度の長い時間スケールにおいては、大脳基底核の線条体でのシナプス効率の変化がネットワークの状態変化を支えている。本研究では、日常生活で重要になる、より短い時間スケールで起こる状況に応じた活動変化においても、同様の可塑的な変化が機能している可能性を、線条体の神経活動とLFPの相関、大脳皮質の局所刺激に対する線条体の応答を調べることで明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
線条体の状況に応じた柔軟な神経活動変化が「大脳皮質－基底核ネットワークの機能結合の素早い変化によって動的に制御されている」という仮説を検証するために研究を行なった。短い時間スケールでの機能結合の変化を直接的に調べるため、眼球運動課題遂行中のサル補足眼野を同心円型双極電極を用いて局所的に刺激し、線条体尾状核での刺激応答を記録した。刺激によるスパイク誘発確率とLFP変動は、線条体LFPのβ成分の強さや位相に伴い変化していた。また、行動ルールを切り替える必要がある場面で機能結合の増強がみられ、機能結合変化による柔軟な行動選択への寄与が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでに、数日程度の長い時間スケールで起こる強化学習において、皮質線条体経路のシナプス効率やLFP相関の変化が報告されてきた。より短い時間スケールにおいても線条体LFPに伴い機能結合が調整されるという本研究の成果は、時間スケールに関わらず神経活動を変化させる共通のメカニズムが働いていることを示唆している。また、パーキンソン病では大脳基底核でのβ律動の亢進がみられ、柔軟なルール切替えに障害がある。β律動と行動選択の関係を示した本研究の成果をもとに、更なる病態の解明が進むことが期待される。
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