| 研究課題/領域番号 |
22K18662
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分10:心理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
木津川 尚史 立命館大学, 生命科学部, 教授 (10311193)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | リズム / step-wheel / 線条体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳の中で時間がどのように刻まれているかは未解明の課題である。しかし、パーキンソン病の患者において、L-DOPAの処方により時間処理が正常に戻ることなどから、ドーパミンが入力される大脳基底核線条体が時間処理に関連していると考えられる。我々は、大脳基底核線条体からリズミカルに活動する神経細胞、インタバル反応細胞などを見出している。この細胞が時間処理にかかわっている可能性を神経生理学的手法により解析する。また、逆に、この線条体細胞に外的にリズムを与えて、時間処理への関連を解析し、時間処理モデルを作成することを試みる。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、リズムを利用して運動の改善を目指すものである。リズミカルに走行するマウスの線条体からリズム関連パラメタをコードする神経細胞が見出されたことを基盤としている。線条体光刺激実験の予備的な実験の結果、想定するような結果が得られる場合と、全く影響がでないような場合の両極端の結果が得られてきた。この結果は、線条体への光刺激が運動に影響を及ぼし得る可能性を示すとともに、線条体による運動制御メカニズムが想定していたよりも複雑であることを示している。効率的な刺激方法を見出すためには、リズムが運動にどのように影響を及ぼすかについて、そのメカニズムの仮説とそれが正しい場合の運動様式について、理解しておくことが重要と考えられる。この点を目的として、マウス連続運動のリズム構築について複数のモデル作成を開始した。作成しているモデルの一つは、リズムが運動計画にかかる計算量を低減させるように機能することを仮定するものである。これは、リズムパラメタの一つである周期が反復運動の連続する運動間の協調を制御し、また別のリズムパラメタである位相が同時に動く複数の体部位間の協調を制御することを想定したモデルである。この二つのパラメタを運動計画に導入することにより、運動計画における計算量が節約できる運動タイミングの範囲を決定することが可能になった。これにより、より有効な線条体刺激タイミングを計画できる可能性がある。このようなモデルにより、適切な線条体活動タイミングが予測できるようなることが期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
マウスの歩行データ、神経活動データに基づいたモデルの作成が順調に進行している。これにより、運動における線条体の機能が明確になること、また、より効果的な刺激リズムによる運動改善の可能性を高められると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
神経活動の記録、光刺激実験の仕様の改良を進めるとともに、運動の改善メカニズムを明らかにするためのモデルを構築する。連続運動における自由度を低減させることによる運動計画時の計算量を減少させるモデルのほかにも、大脳基底核と大脳皮質との関係に着目した複数のモデルを作成する。
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