随意運動を発現する／しない皮質内回路機構

• 研究課題/領域番号: 24300143
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 玉川大学
• 研究代表者: 礒村 宜和 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (00415077)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 神経科学 / 神経生理学 / 大脳皮質 / 運動発現 / 脳・神経 / 生理学 / ラット / 運動野 / 神経細胞

研究成果の概要

本研究では、自らの意思をもって行動を「実行する」または「実行しない」ラットにおいて、大脳皮質の錐体細胞や介在細胞がどのような機能的情報を符号化しているのかを探った。頭部固定下でスパウトレバーを用いた前肢Go/No-go運動課題を遂行するラットにおいて、一次運動野と二次運動野の発火活動を16または32chシリコンプローブを介してマルチニューロン記録を実施した。その結果、一次運動野と二次運動野は機能的な活動がかなり類似しているものの、二次運動野はより高次の脳機能情報を表象することなどを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] 特集 記憶ふたたび 9.オペラント条件づけで脳を探る (2016)
  • 著者名/発表者名: 相馬 祥吾，川端 政則，礒村 宜和
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 67 号: 1 ページ: 42-46
  • DOI: 10.11477/mf.2425200396
  • ISSN: 0370-9531, 1883-5503
  • 年月日: 2016-02-15
• [雑誌論文] Different modulation of common motor information in rat primary and secondary motor cortices. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saiki A, Kimura R, Samura T, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y, Isomura Y
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 6 ページ: e98662-e98662
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098662
  • NAID: 120006799370
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two distinct layer-specific dynamics of cortical ensembles during learning of a motor task. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masamizu Y, Tanaka YR, Tanaka YH, Hira R, Ohkubo F, Kitamura K, Isomura Y, Okada T, Matsuzaki M.
  • 雑誌名: Nat. Neurosci 巻: 17 号: 7 ページ: 987-994
  • DOI: 10.1038/nn.3739
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The synchronous activity of lateral habenular neurons is essential for regulating hippocampal theta oscillation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Aizawa, Shin Yanagihara, Megumi Kobayashi, Kazue Niisato, Takashi Takekawa, Rie Harukuni, Thomas J. McHugh, Tomoki Fukai, Yoshikazu Isomura, Hitoshi Okamoto
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 号: 20 ページ: 8909-8921
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4369-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reward-modulated motor information in identified striatum neurons. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Isomura, Takashi Takekawa, Rie Harukuni, Takashi Handa, Hidenori Aizawa, Masahiko Takada, and Tomoki Fukai
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 号: 25 ページ: 10209-10220
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0381-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-lasting single-neuron labeling by in vivo electrop oration without microscopic guidance (2013)
  • 著者名/発表者名: Kei Oyama, Shinya Ohara, Sho Satoa, Fuyuki Karube, Fumino Fujiyama, Yoshikazu Isomura, Hajime Mushiake, Toshio Iijima, Ken-Ichiro Tsutsui
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 巻: 218 号: 2 ページ: 139-147
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2013.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] A θ-γ Oscillation Code for Neuronal Coordination during Motor Behavior. (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Igarashi, Yoshikazu Isomura, Kensuke Arai, Rie Harukuni, Tomoki Fukai
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 号: 47 ページ: 18515-18530
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2126-13.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural dynamics and information representation in microcircuits of motor cortex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Tsubo, Yoshikazu Isomura, Tomoki Fukai
  • 雑誌名: Frontiers in Neural Circuits 巻: 7 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiolemporal dynamics of functional clusters of neurons in mouse motor corlex during a voluntary movement (2013)
  • 著者名/発表者名: Hira R, Okubo F, Ozawa K, Isomura Y, KHamura K, Kano M, Kasai H, Matsuzaki M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 33 号: 4 ページ: 1377-90
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2550-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Power-law inter-spike interval distributions infer a conditional maximization of entropy in cortical neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsubo Y, et al
  • 雑誌名: PLoS Comput.Biol. 巻: 8 号: 4 ページ: e1002461-e1002461
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reinforcing operandum: rapid andreliable learning of skilled forelimbmovements by head-fixed rodents (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, et al. Sakai Y
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: vol.108 号: 6 ページ: 1781-1792
  • DOI: 10.1152/jn.00356.2012
  • 査読あり
• [学会発表] Functional activity for goal-oriented behaviors in motor cortex, striatum and hippocampus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Isomura
  • 学会等名: International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2016.
  • 発表場所: 同志社大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-03-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Behavioral evaluation of impairment of response inhibition by habit formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida J, Saiki A, Yamanaka K, Sakai Y & Isomura Y
  • 学会等名: The 75th Annual Meeting of the Japanese Society for Animal Psychology
  • 発表場所: 日本女子大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] A novel operant learning task to evaluate rat behavioral inhibition during habit formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida J, Saiki A, Yamanaka K, Sakai Y & Isomura Y
  • 学会等名: Neuroscience 2015, The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Different modulation of common motor information in rodent primary and secondary motor cortices. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saiki A, Kimura R, Samura T, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y & Isomura Y
  • 学会等名: Neuroscience 2014, The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Population characteristics of spike synchrony in rat motor cortices during movement task. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, Sakai Y, Saiki A, Fujiwara-Tsukamoto Y & Isomura Y
  • 学会等名: Neuroscience 2014, The 37th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Motor and reward information in striatal direct and indirect pathway neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Isomura Y
  • 学会等名: A quarter century after the direct and indirect pathways model of the basal ganglia and beyond. NIPS International Workshop and Satellite Symposium of Neuroscience 2014
  • 発表場所: 生理学研究所（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2014-09-08
  • 招待講演
• [学会発表] Reward-modulated motor information in dorsolateral striatum neurons. (2013)
  • 著者名/発表者名: Isomura Y
  • 学会等名: Dynamic Brain Forum (DBF) 2013, The 4th International Conference on Cognitive Neurodynamics
  • 発表場所: Sigtuna, Sweden
  • 招待講演
• [学会発表] Neuronal ensemble activity for motor control with different forces in rat caudal and rostral forelimb areas. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saiki A, Kimura R, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y & Isomura Y
  • 学会等名: Soc Neurosci Abstr 2013: 750.10 (Neuroscience 2013, The Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
• [学会発表] Neuronal ensemble activity for motor control with different forces in rat caudal and rostral forelimb areas. (2013)
  • 著者名/発表者名: Saiki A, Kimura R, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y & Isomura Y
  • 学会等名: Neuro2013, The 36th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府京都市)
• [学会発表] Diversity and synchrony of multineuronal spike activities in rat primary and secondary motor cortices during externally- and internally-initiated movements. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, et al.
  • 学会等名: The 42nd Society for Neuroscience annual meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] Intracortical mechanism of voluntary movements in the rat. (2012)
  • 著者名/発表者名: Isomura Y
  • 学会等名: International Conference of Physiological Sciences 2012
  • 発表場所: Shuzou, China(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-03
• [学会発表] Ensemble coding for voluntary movements in rat primary and secondary motor cortices. (2012)
  • 著者名/発表者名: Isomura Y
  • 学会等名: Dynamic Brain Forum (DBF) 2012
  • 発表場所: Carmona, Spain(招待講演)
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] ラットの運動発現の皮質回路機構．
  • 著者名/発表者名: 礒村 宜和
  • 学会等名: 東京都医学研究機構プロジェクトセミナー
  • 発表場所: 東京都医学研究機構(東京都世田谷区)
  • 招待講演
• [図書] 心理学辞典（下山晴彦編） (2014)
  • 著者名/発表者名: 礒村 宜和（分担執筆）
  • 出版者: 誠信書房
• [図書] ブレインサイエンス・レビュー2013 (2013)
  • 著者名/発表者名: 礒村宜和
  • 出版者: クバプロ
• [備考] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/yoshikazuisomura/
• [備考] Researchmap礒村宜和
  • URL: http://researchmap.jp/yoshikazuisomura/
• [備考] 玉川大学脳科学研究所礒村研究室
  • URL: http://www.tamagawa.ac.jp/teachers/isomura/index.html
• [備考] 玉川大学脳科学研究所礒村研究室
  • URL: http://www.tamagawa.ac.jp/teachers/isomura/index.html
• [備考] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/yoshikazuisomura/
• [備考] 礒村研究室ホームページ
  • URL: http://www.tamagawa.ac.jp/teachers/isomura/index.html
• [備考] Read&Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/yoshikazuisomura/
• [産業財産権] 動物学習支援装置、及び動物学習支援機能付き飼育ケージ (2013)
  • 発明者名: 礒村 宜和
  • 権利者名: 礒村 宜和
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-09-30