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ノルアドレナリンによる反射性眼球運動の入力依存性シフト機構

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05566
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 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

平野 丈夫  京都大学, 理学研究科, 教授 (50181178)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード小脳 / 運動学習 / 視機性眼球運動 / ノルエピネフリン / βアドレナリン受容体 / シナプス可塑性 / 長期抑圧 / 神経科学 / 脳・神経 / 生理学 / アドレナリン受容体
研究実績の概要

昨年度までの研究により、小脳片葉領域のβアドレナリン受容体の活性化が運動学習のモデルとされている視機性眼球運動の適応現象に関与することを示すと共に、視機性眼球運動の適応を引き起こす訓練を行ったマウスから小脳片葉領域の切片を切りだして、平行線維・プルキンエ細胞間の興奮性シナプス伝達を調べることにより、運動学習を引き起こす訓練によりシナプス後部の伝達物質グルタミン酸に対する応答性が減弱し、またシナプス可塑性の一つである長期抑圧が引き起こせなくなることがわかった。後者の結果は、視機性眼球運動の適応時に長期抑圧が起こっていることを示している。これらの結果から、視機性眼球運動の適応に、βアドレナリン受容体の活性化と長期抑圧が関与することがわかった。そこで、2018年度はβアドレナリン受容体の活性化と長期抑圧の関係を調べた。そして、βアドレナリン受容体の活性化剤が、小脳片葉領域での長期抑圧を引き起こしやくするという結果を得た。具体的には、通常では長期抑圧を引き起こせない弱い条件刺激が、βアドレナリン受容体の活性化剤存在下では長期抑圧を引き起こした。なお、βアドレナリン受容体の活性化剤の投与だけでは、平行線維・プルキンエ細胞間の興奮性シナプス伝達は変化しなかった。また、脳内でβアドレナリン受容体の活性化を引き起こすノルエピネフリンも長期抑圧の発現を促進した。これらの結果から、ノルエピネフリンがβアドレナリン受容体を活性化することを介して、小脳片葉領域の長期抑圧を起こりやすくすることにより、視機性眼球運動の適応という運動学習を促進したと推測される。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Regulation and interaction of multiple types of synaptic plasticity in a Purkinje neuron and their contribution to motor learning.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano,T.
    • 雑誌名

      Cerebellum

      巻: 17 号: 6 ページ: 756-765

    • DOI

      10.1007/s12311-018-0963-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Purkinje Neurons: Development, Morphology and Function.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano,T.
    • 雑誌名

      Cerebellum

      巻: 17 号: 6 ページ: 699-700

    • DOI

      10.1007/s12311-018-0985-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential regulations of vestibulo-ocular reflex and optokinetic response by β- and α2-adrenergic receptors in the cerebellar flocculus2017

    • 著者名/発表者名
      Wakita Ryo, Tanabe Soshi, Tabei Kazunari, Funaki Asako, Inoshita Takuma, Hirano Tomoo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 3944-3944

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04273-9

    • NAID

      120006364082

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Occurrence of long-term depression in the cerebellar flocculus during adaptation of optokinetic response.2017

    • 著者名/発表者名
      Inoshita Takuma, Hirano Tomoo
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.7554/elife.36209

    • NAID

      120006466595

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Contribution of excitatory and inhibitory synaptic plasticity in a Purkinje neuron to oculomotor learning paradigms2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano, T.
    • 学会等名
      75th Fujihara Seminar “Cerebellum as a CNS hub
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of reflex eye movement and its adaptation by norepinephrine in the cerebellar flocculus.2018

    • 著者名/発表者名
      Inoshita, T. & Hirano, T.
    • 学会等名
      第41回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 視機性眼球運動の適応に際しての小脳シナプス伝達減弱2017

    • 著者名/発表者名
      井下拓真、平野丈夫
    • 学会等名
      第110回近畿生理学談話会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 平野研究室ホームページ

    • URL

      http://www.neurosci.biophys.kyoto-u.ac.jp/main.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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