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視床ー前頭前野投射が精神疾患の認知障害に果たす役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K15235
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分46030:神経機能学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

堤 新一郎  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 副チームリーダー (20862676)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード自閉スペクトラム症 / 神経活動依存的トレーシング / 視床 / 前頭連合野 / 機能的再編成 / 認知タスク / 2光子イメージング / 機能的トレーシング / 2光子カルシウムイメージング / 視床-前頭野投射 / 自閉症スペクトラム障害 / 認知学習 / 前頭前野 / 精神疾患 / 認知機能
研究開始時の研究の概要

本研究では神経活動依存的トレーシング法を用いて認知機能に重要な視床-前頭前野投射を同定した上で、その投射を認知行動中のマウスにおいて2光子イメージングにより観察することで、認知機能に重要な前頭前野における、視床からの高次入力を明らかにする。さらに精神疾患モデルマウスにおいて視床―前頭前野入力がどのように障害されているか調べることで、精神疾患における認知障害発症の回路機序に迫る。

研究成果の概要

本研究では、新規活動依存的トレーシング法により、遅延付きGo/No-Goタスク学習により視床―前頭連合野投射が機能的に再編成されることを世界に先駆けて示した。また、技術的に困難である視床―前頭連合野投射軸索の2光子カルシウムイメージングの技術を確立した。自閉スペクトラム症モデルマウスChd8 hKO系統を用いた解析では、視床―前頭連合野投射が野生型と解剖学的に異なることを発見した。本研究ではChd8 hKO系統における視床―前頭連合野投射の機能的な異常は明らかではなかったが、今後の研究で認知タスク学習後に機能投射に差が出るかを検討する予定である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、認知学習により視床―前頭連合野投射が機能的に再編成されることを世界に先駆けて示した。また、技術的に困難である視床―前頭連合野投射軸索の2光子カルシウムイメージングの技術を確立した。自閉スペクトラム症モデルマウスChd8 hKO系統を用いた解析では、視床―前頭連合野投射が解剖学的に異なることを発見した。本研究ではChd8 hKO系統における視床―前頭連合野投射の機能的な違いは明らかではなかったが、今後の研究で、認知障害の原因となりうる視床―前頭連合野投射の異常が特定されれば、新たな診断・治療方策に向けた基盤的な知見となりうる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] Thalamo-frontal circuit mechanisms for cognitive dysfunctions in psychiatric disorders2024

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      GRC Thalamocortical Interactions 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cellular resolution circuit pathogenesis of autistic meltdown2024

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      第47回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Thalamo-frontal cortex circuit mechanisms responsible for cognitive dysfunctions in psychiatric disorders2023

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Thalamo-frontal circuit mechanisms of autism spectrum disorder2023

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      The 2nd RIKEN CBS Co-Creation International Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cerebello-thalamo-prefrontal circuits responsible for cognitive dysfunction in psychiatric disorders2022

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Thalamo-prefrontal circuit mechanisms responsible for cognitive dysfunction in psychiatric disorders.2022

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 学会等名
      4th Japan-UK Neuroscience Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thalamo-cortical circuit mechanisms responsible for cognitive dysfunctions in psychiatric disorders2022

    • 著者名/発表者名
      堤 新一郎
    • 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

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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