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不安生成に関わるマカクザルの脳ネットワークの同定と刺激の非侵襲化

研究課題

研究課題/領域番号 21K19428
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分51: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

雨森 賢一  京都大学, 高等研究院, 特定拠点准教授 (70344471)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード神経生理学 / 認知神経科学 / 不安障害 / 大脳基底核 / 脳の大規模ネットワーク / 非侵襲刺激 / 磁気共鳴画像法 / 微小電気刺激法 / マカクザル / 線条体 / 前帯状皮質 / fMRI
研究開始時の研究の概要

辺縁皮質を対象とした深部脳刺激術(DBS)による神経応答の作用機序を明らかにするため、深部脳刺激術の神経応答を機能MRI 法によって全脳で計測する。将来的に、ヒトのうつ病、強迫性障害の治療という臨床応用につなげるためには、外科手術を必要とする現在の DBS ではなく、非侵襲で、脳の深部をターゲットとできる刺激法が望まれる。そこで、ヒトやマカクザルの脳に対する経頭蓋骨な脳刺激法として注目されている超音波を利用し、超音波刺激による DBS の実現を目指し、マカクザルの大脳辺縁系を対象として、新しい刺激法の開拓を行う。

研究実績の概要

独自に開発したマルチサイト記録法を駆使して、EMによって人為的な不安状態の誘導を行い、その間に、不安ネットワークから神経活動の多点同時記録を行った。こうした不安ネットワークに対して、多点同時LFP記録を行い、ベータ波を介した情報の流れがあることを新たに発見した。この研究では、辺縁系皮質と認知系皮質を含むこの4つの領野から、課題遂行中の神経活動の同時記録を行い、神経振動を介した階層的な相互作用が存在することを明らかにした。これらの大規模データをもとに、神経振動のグレンジャー因果解析、スパイク駆動 LFP解析など、神経信号の方向性を明らかにするネットワーク解析を行い、不安コネクトームを構成する4つの領野の間のトップダウン信号を同定し、Nature Communications 誌にアクセプトされた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は、マカクザルにBalloon analog risk task (BART)を訓練し、計算論モデルを導入することで、サルがリスクや予測のあいまいさに対する悲観的な価値判断を行っていることを、定量的に明らかにした。EM刺激の準備も順調で、研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ヒトやマカクザルの脳に対する経頭蓋骨な脳刺激法として注目されている超音波を利用し、超音波刺激による DBS の実現を目指し、マカクザルの大脳辺縁系を対象として、新しい刺激法の開拓を行う。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 14件)

  • [雑誌論文] Cingulate microstimulation induces negative decision-making via reduced top-down influence on primate fronto-cingulo-striatal network2024

    • 著者名/発表者名
      Satoko Amemori, Ann M Graybiel, Ken-ichi Amemori
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 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] Spatiotemporal expression patterns of anxiety disorder-associated genes2023

    • 著者名/発表者名
      Karunakaran Kalyani B.、Amemori Ken-ichi
    • 雑誌名

      Translational Psychiatry

      巻: 13 号: 1 ページ: 385-385

    • DOI

      10.1038/s41398-023-02693-y

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiplexed action-outcome representation by striatal striosome-matrix compartments detected with a mouse cost-benefit foraging task2022

    • 著者名/発表者名
      Bloem Bernard、Huda Rafiq、Amemori Ken-ichi、Abate Alex S.、Krishna Gayathri、Wilson Anna L.、Carter Cody W.、Sur Mriganka、Graybiel Ann M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1541-1541

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28983-5

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 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] The Role of the Dorsal?Lateral Prefrontal Cortex in Reward Sensitivity During Approach?Avoidance Conflict2021

    • 著者名/発表者名
      Rolle Camarin E、Pedersen Mads L、Johnson Noriah、Amemori Ken-ichi、Ironside Maria、Graybiel Ann M、Pizzagalli Diego A、Etkin Amit
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: - 号: 6 ページ: 1269-1285

    • DOI

      10.1093/cercor/bhab292

    • 関連する報告書
      2021 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] Generalized and social anxiety disorder interactomes show distinctive overlaps with striosome and matrix interactomes2021

    • 著者名/発表者名
      Karunakaran Kalyani B.、Amemori Satoko、Balakrishnan N.、Ganapathiraju Madhavi K.、Amemori Ken-ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 18392-18392

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97418-w

    • 関連する報告書
      2021 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] Causal Evidence for Induction of Pessimistic Decision-Making in Primates by the Network of Frontal Cortex and Striosomes2021

    • 著者名/発表者名
      Amemori Satoko、Graybiel Ann M.、Amemori Ken-ichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 15 ページ: 649167-649167

    • DOI

      10.3389/fnins.2021.649167

    • NAID

      120007141959

    • 関連する報告書
      2021 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] Computational phenotyping of brain-behavior dynamics underlying approach-avoidance conflict in major depressive disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Pedersen Mads L.、Ironside Maria、Amemori Ken-ichi、McGrath Callie L.、Kang Min S.、Graybiel Ann M.、Pizzagalli Diego A.、Frank Michael J.
    • 雑誌名

      PLOS Computational Biology

      巻: 17 号: 5 ページ: 1008955-1008955

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1008955

    • 関連する報告書
      2021 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] 霊長類の不安と葛藤の制御のための生理学的・遺伝学的アプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      国際脳科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不安と葛藤の制御のための生理学的・遺伝学的アプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      生理学研究所 所長招聘セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] バルーンアナログリスク課題遂行中の非ヒト霊長類の損失回避傾向の計算論的解読2023

    • 著者名/発表者名
      伊東諒、加藤利佳子、石井信、雨森賢一
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 認知・辺縁系における予測符号化と不安のトップダウン制御2023

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      あいまい脳ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] motion regulation and depression: Reduced coupling of the fronto-limbic system was associated with stimulation-induced anxiety states2023

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      第 33 回 ASHBi Colloquium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 霊長類腹側線条体腹側淡蒼球の経路選択的抑制による接近回避葛藤時の意欲の変化2023

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      第4回サル脳新技術研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring the neural pathway of anxiety and depression in non-human primates2023

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Mental Health Challenge Area (MHCA) at Wellcome Trust
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Primate-Genomics interdisciplinary research for developing new primate models2023

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      ASHBi Flagship報告会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Silencing of the projection from the ventral striatum to the ventral pallidum modulates motivational states under conflict decision-making in nonhuman primates2023

    • 著者名/発表者名
      Jungmin OH, Satoko Amemori, Ken-ichi Inoue, Kei Kimura, Masahiko Takada, Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      3施設合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal expression patterns of anxiety disorder-associated genes2023

    • 著者名/発表者名
      Kalyani B. Karunakaran, Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Takeda Science Foundation Symposium - The 21st Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 不安に伴う認知・辺縁系の階層ネットワークの変化2023

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      システム神経科学研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 刺激誘導の不安に伴う認知・辺縁系の階層ネットワークの変化2022

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      あいまい脳─ 自由エネルギー原理と予測符号化の階層ネットワーク,次世代脳
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Silencing of the projection from the ventral striatum to the ventral pallidum increases motivational states under approach-avoidance conflict in nonhuman primates2022

    • 著者名/発表者名
      Jungmin OH, Satoko Amemori, Ken-ichi Inoue, Kei Kimura, Masahiko Takada, Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational and Physiological Approaches to the Primate Anxiety Connectome2022

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      computational connectome: SPP-2041 Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 霊長類の不安と意欲を制御する前帯状皮質膝下部と 腹側線条体回路2022

    • 著者名/発表者名
      雨森賢一
    • 学会等名
      京都大学霊長類研究所共同利用研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不安と葛藤を制御する 霊長類辺縁皮質-ストリオソーム回路2021

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      次世代脳 脳情報動態・時間生成学・超適応 -若手研究者合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Neuroscientific and computational bases of the hierarchical network of anxiety in primates2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      The free energy principle of the brain: experiments and verification
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Causal Evidence for Induction of Anxiety-like State in Primates by the Network of Frontal Cortex and Striosomes2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Farewell ceremony of 7th-batch Hakubi researchers
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サル前頭前皮質腹内側部の 接近回避葛藤に対する神経応答と神経操作2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      2021年度 超適応A班WEB会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational and physiological basis of cortico-basal ganglia circuits generating anxiety-like states in primates2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      JANUBET Primate Neurobiology School
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不安や意欲を司る霊長類神経ネットワーク の解析と操作2021

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      ReCoCo@KRP
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational and Physiological Approaches to the Primate Anxiety Connectome2021

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      SPP-2041 Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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