| 研究課題/領域番号 |
22K15238
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
鈴木 迪諒 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主任研究員 (50826526)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ドーパミン / 皮質脳波 / 機能的結合 / 電気刺激 / 赤核後部 / 運動 / 意欲 / マカクザル / 電気生理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
オリンピックで世界記録が生まれやすいのはなぜか？本研究提案では、強い動機づけが運動能力を高める神経機序の一端を明らかにすることを目指す。動機づけには中脳ドーパミン（DA）神経細胞群が重要な役割を担う。研究代表者は、中脳DA領域が筋活動を生み出すことができる新たな神経路を解剖学的に発見したが、その経路の機能は不明である。そこで、「中脳DA細胞群である赤核後部（RRF: retrorubral field, A8）がやる気と運動を制御する源である」という仮説のもと、行動課題中のサルのRRFからの神経活動記録および神経活動操作を行い、RRFによって制御されるやる気と運動の制御機構を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
動機づけは私たちの運動パフォーマンスに影響を与える。動機づけには中脳ドーパミン神経細胞群が重要な役割を担うと言われているが、中脳ドーパミン神経細胞群がどのようにして運動制御に関与しているのかの神経メカニズムは不明である。そこで、中脳ドーパミン神経細胞群の神経活動と行動課題中のサルから記録することに加え、神経活動操作も加えることで、そのメカニズムを明らかにすることを目指している。
2022年度は、中脳ドーパミン細胞群を構成する腹側被蓋野、黒質緻密部、赤核後部の領域ごとに感覚運動野皮質を含む大脳皮質領域との機能的神経結合の差異が存在するのかを見出すことを目的に、中脳ドーパミン細胞群に対し電気刺激を行った際に誘発される脳活動を麻酔下の動物2頭から記録した。外側前頭前野、眼窩前頭皮質、運動前野、第一次運動野、第一次体性感覚野上にシート状電極を慢性的に埋め込み、電気刺激電極を中脳ドーパミン細胞群の領域に刺入し、電気刺激を行った（0.1, 0.3, 0.5 mA）。現在、電気刺激依存性の誘発脳波の解析を進めている最中である。
加えて、行動中の動物から神経活動を記録するための実験用に、動物の行動課題トレーニングを開始している。具体的には、動物の正面に設置したディスプレイ上に視覚刺激を提示し、その視覚刺激を手がかりに、動物は手での把持力を制御し、運動を遂行するという課題である。まずは様々な力の大きさを要求する運動課題を用いて、力の発揮に依存した活動が中脳ドーパミン細胞群で観察されるかを検証する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初は2022年度中に、行動課題中の動物から中脳ドーパミン細胞の神経活動を記録することを目指していたが、麻酔下動物での実験に時間を要したために当初の計画に比べやや遅れている。麻酔下動物での実験に時間を要した理由として、脳深部に存在する中脳ドーパミン領域へピンポイントで刺激電極を刺入すること、および大脳皮質の他領域へのシート状電極埋め込み手術の成功率にテクニカルな困難さがあったためである。このような困難さはあったが、2頭のサルで麻酔下での実験を終えることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は、麻酔下での実験の解析を終え、腹側被蓋野、黒質緻密部、赤核後部の領域ごとの大脳皮質との機能的結合を明らかにすることに加え、運動課題中の動物から中脳ドーパミン細胞群の神経活動を記録し、力の発揮レベルに依存した神経活動がドーパミン細胞から得られるか否かを明らかにすることを目指す。
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