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慢性ドーパミン欠乏による大脳基底核の脳内身体表現変容とその制御

公募研究

研究領域脳内身体表現の変容機構の理解と制御
研究課題/領域番号 15H01663
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関京都大学

研究代表者

中村 公一  京都大学, 医学研究科, 助教 (10444457)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2016年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード視床 / 大脳基底核 / パーキンソン病 / 電気生理学 / ドーパミン / 発火頻度 / オシレーション
研究実績の概要

パーキンソン病の運動障害は、ドーパミン欠乏による脳内身体表現の変容(slow dynamics)に由来する身体機能異常である。無動・寡動の最有力の原因のひとつとして注目されるのが、大脳皮質と基底核に出現する、異常亢進したβ振動(15-30 Hz)だ。異常β振動は、ニューロン活動の過剰な同期により、神経回路の情報喪失が生じ、体部位表現などの脳内身体表現の喪失を間接的に示す「負の脳内身体表現マーカー」として有用である。そこで、まず6-OHDA注入によるパーキンソン病モデルラットの基底核-視床-大脳皮質における異常β振動の分布と伝播機構を解明する。さらに、脳内身体表現の変容機構の理解には、介入的に異常β振動を制御して実際に運動機能を回復させることが重要である。

麻酔条件下で、パーキンソン病モデルラットの運動野から皮質脳波を記録しながら視床運動核および黒質網様部の単一ニューロンからニューロン活動を記録し、その発火特性が健常ラットと比較してどのような異常を示すかを調べた。自発発火活動における平均発火頻度は、視床でも黒質でも、教科書に載っている「大脳基底核の発火頻度モデル」の予測に反していた。一方、視床運動核においては、小脳入力を受けるCZと大脳基底核入力を受けるBZという二つの領域が同定されるが、パーキンソン病モデルラットのBZニューロンのみが顕著にβ振動に同期して発火しており、またLFPにおいてもβ振動はBZに限局していることが分かった。

大脳皮質運動野の皮質脳波からβ振動を記録している最中に、視床運動核へ少量のGABAを注入して視床の活動を抑制すると、皮質脳波のβ振動が消失したところから、視床のニューロン活動が大脳皮質におけるβ振動の維持に必要であることが分かった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] MRC Brain Network Dynamics Unit(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Prototypic and Arkypallidal Neurons in the Dopamine-Intact External Globus Pallidus2015

    • 著者名/発表者名
      Azzedine Abdi, Nicolas Mallet, Foad Mohamed, Andrew Sharott, Paul Dodson, Kouichi Nakamura, Sana Suri, Sophie Avery, Joseph Larvin, Farid Garas, Shady Garas, Federica Vinciati, Stéphanie Morin, Erwan Bezard, Jerome Baufreton, Peter Magill
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 0 号: 17 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1523/jneurosci.4662-14.2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ラット視床下核ニューロンの新線条体インターニューロンへの入力2015

    • 著者名/発表者名
      越水義登, 中村公一, 古田貴寛, 田中琢真, 金子武嗣
    • 学会等名
      第91回日本解剖学会近畿支部学術集会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ラットのヒゲ運動に関連する一次運動野ニューロンの生理学的・形態学的検討2015

    • 著者名/発表者名
      柴田憲一, 田中琢真, 中村公一, 古田貴寛
    • 学会等名
      第108回近畿生理学談話会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of sensory processing in the rat whisker tactile system2015

    • 著者名/発表者名
      Hirai D, Shibata K, Nakamura KC, Tanaka T, Hioki H, Kaneko T, Furuta T
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      Chicago
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒゲ感覚システムにおいて新たに発見した視床アルファオシレーションと皮質視床連関2015

    • 著者名/発表者名
      平井大地, 柴田憲一, 中村公一, 田中琢真, 日置寛之, 金子武嗣, 古田貴寛
    • 学会等名
      第38回日本神経科学学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病モデルラット視床運動核のニューロン活動異常2015

    • 著者名/発表者名
      中村公一, Andrew Sharott, Federica Vinciati, 田中琢真, Nicolas Mallet, Peter J. Magill
    • 学会等名
      第38回日本神経科学学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ラット視床下核は新線条体インターニューロンへ入力する2015

    • 著者名/発表者名
      越水義登, 中村公一, 古田貴寛, 金子武嗣
    • 学会等名
      第38回日本神経科学学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 発火頻度かパターンか:パーキンソン病モデルラットにおける視床運動核ニューロンの自発発火異常を探る2015

    • 著者名/発表者名
      中村公一
    • 学会等名
      第30回日本大脳基底核研究会
    • 発表場所
      名鉄犬山ホテル
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラット視床下核ニューロンは新線条体インターニューロンへ入力する2015

    • 著者名/発表者名
      越水義登, 中村公一, 田中琢真, 古田貴寛, 金子武嗣
    • 学会等名
      第30回日本大脳基底核研究会
    • 発表場所
      名鉄犬山ホテル
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Subthalamic inputs to neostriatal interneurons in the rat2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Koshimizu, Kouichi C. Nakamura, Takuma Tanaka, Tkahiro Furuta, Takeshi Kaneko
    • 学会等名
      第9回Motor Control 研究会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病モデルラット視床運動核のニューロン活動異常:発火頻度かパターンか2015

    • 著者名/発表者名
      中村公一, Andrew Sharott, 田中琢真, Federica Vinciati, Nicolas Mallet, Peter J. Magill
    • 学会等名
      神経オシレーションカンファレンス
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒゲ感覚システムにおいて新たに発見した視床アルファオシレーションと皮質視床連関2015

    • 著者名/発表者名
      平井大地, 柴田憲一, 中村公一, 田中琢真, 日置寛之, 金子武嗣, 古田貴寛
    • 学会等名
      神経オシレーションカンファレンス
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-06-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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