| 研究課題/領域番号 |
21K06442
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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 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
冨岡 良平 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (30415244)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 淡蒼球外節 / 大脳皮質聴覚野 / 内側膝状体 / GABAニューロン / 大脳基底核 / ミスマッチ陰性電位 / オドボール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳は「頻繁な音（例：風の音）」を無視し、「稀有な音（例：捕食者の足音）」にのみ注意を向け、情報処理をしている。「稀有な音」は、注意を誘導する目立つ特性（顕在性）を持っている。では、脳はどのようにして「顕在性」を検出しているのだろうか？
ピ、ピ、ピ、と連続する純音の間に、偶に違う周波数の純音を与えられると、ミスマッチ陰性電位と呼ばれる特徴的な脳波が聴覚野などで観測される。また、ミスマッチ陰性電位様の活動は、大脳基底核でもみられる。
本課題では、『大脳基底核が音の顕在性を検出し、聴覚野にミスマッチ陰性電位を誘導する』 という仮説を検証し、聴覚系の大脳皮質-大脳基底核ループの機能を解明する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、聴覚システムにおける大脳皮質-大脳基底核ループの役割を神経回路レベルで解明する事である。大脳基底核（線条体）は、広く大脳皮質から入力を受けている。聴覚野も線条体（尾側）に投射しているが、この線条体がどのような神経回路を構築しているかは明らかにされていなかった。
私達は、聴覚システムの大脳皮質-大脳基底核ループを明らかにするために、遺伝子改変マウスとアデノ随伴ウイルスを用いて、その全貌の解明を試みた。越シナプスなウイルスAAV1を用いた実験で、聴覚野→尾側線条体→尾側淡蒼球外節と連絡している事が分かった。さらに、GAD67Creマウスを用いた実験で、淡蒼球外節GABAニューロンが、複数の脳部位に投射している事が明らかになった。その中でも、聴覚システムの非毛帯系を支配していたことから、聴覚の情報処理というより、聴覚に付随する機能を果たしていると考えられた。
淡蒼球外節GABAニューロンから複数の領域に投射している事から、淡蒼球外節GABAニューロンがヘテロな集団で、各サブグループのターゲット領域が異なるのではないかという仮説に至った。仮説を実証するべく、神経化学マーカーを用いた実験と逆行性トレーサー実験から、大まかには３つのGABAニューロンのサブグループが分布している事が明らかになった。
以上より、聴覚システムの大脳皮質-大脳基底核ループは、これまでの大脳皮質-大脳基底核ループと大きく異なる事が分かった。これまでの大脳皮質-大脳基底核ループのモデルでは、淡蒼球内節ないしは黒質毛網部のGABAニューロンが大脳基底核の出力ニューロンとされていたが、聴覚系の大脳皮質-大脳基底核ループにおいては淡蒼球外節GABAニューロンが出力ニューロンであった。この発見は、聴覚システムにおける情報処理などの基礎的な神経科学への貢献、聴覚過敏・幻聴のような応用的な貢献が期待できる。
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