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個性を担う精神活動の大規模解析

公募研究

研究領域多様な「個性」を創発する脳システムの統合的理解
研究課題/領域番号 17H05939
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
研究機関東京大学

研究代表者

佐々木 拓哉  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (70741031)

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
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード中枢末梢連環 / ストレス / 局所場電位 / 大脳皮質 / 心電図 / 個体差 / 脳活動 / 中枢末梢連関 / 個性 / 海馬 / 神経活動 / マルチユニット計測
研究実績の概要

本研究では、動物の個体ごとのストレス応答の多様性やバラつきが許容されるような実験条件を活用して、行動の変化と生理応答変化の相関を解析した。これを実現するために、従来用いてきた大脳皮質の神経活動(脳波)計測法を多領域に拡張し、海馬、視覚皮質、前頭前皮質など広範な脳活動と、さらに心電図や筋電図、呼吸リズムなどの末梢臓器活動を同時に記録する電気生理計測技術を開発した。こうした計測法を用いて、ラットに社会的敗北ストレスを与えて、表出した生体電気信号を観察したところ、心電図に不整脈や一過的な心拍変動が含まれる群(ストレス感受性群)と、そうでない群(ストレス非感受性群)が存在することが確認された。そこで、ストレス応答に対する末梢臓器応答を個々の動物毎に解析・分類して、大脳皮質の6領域の脳波の変化との照合を進めた。主成分分析とサポートベクターマシーンを用いた多変量解析の結果より、ストレス負荷前の低周波帯の脳領域間のコヒーレンスの度合いが、後のストレス応答の感受性を予測する因子となること、またストレス応答後には、ガンマ帯(20Hz以上)を除くほぼすべての周波数帯において、変動が見られることを明らかにした。さらに、電気生理計測を行うと同時に、マイクロダイアリシス法を用いて脳脊髄液を回収する技術を開発した。この方法により、ストレス応答前後における海馬や線条体などのドパミンやセロトニンなどの神経調節因子の濃度変化を解析したところ、感受性群においては、セロトニンの濃度の変動が大きいことを見出した。本研究成果は、動物の個体差に焦点を当て、同じ実験条件下でも異なる個体応答が見られ、その変動の要因を大脳生理学の観点から理解する一助になると期待される。

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

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Immature electrophysiological properties of human-induced pluripotent stem cell-derived neurons transplanted into the mouse cortex for 7 weeks2019

    • 著者名/発表者名
      Kayama Tasuku、Okamoto Kazuki、Gao Mengxuan、Ikegaya Yuji、Sasaki Takuya
    • 雑誌名

      NeuroReport

      巻: 30 号: 3 ページ: 169-173

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000001178

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Peripheral Activity States and Cortical Local Field Potentials of Mice in an Elevated Plus Maze Test2018

    • 著者名/発表者名
      Okonogi Toya、Nakayama Ryota、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 12 ページ: 62-62

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2018.00062

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring brain neuronal activity with manipulation of cardiac events in a freely moving rat2018

    • 著者名/発表者名
      Shikano Yu、Ikegaya Yuji、Sasaki Takuya
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: in press ページ: 56-62

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.02.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporally coordinated spiking activity of human induced pluripotent stem cell-derived neurons co-cultured with astrocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kayama Tasuku、Suzuki Ikuro、Odawara Aoi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 1 ページ: 1028-1033

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.115

    • 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] Dentate network activity is necessary for spatial working memory by supporting CA3 sharp-wave ripple generation and prospective firing of CA3 neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takuya、Piatti Ver?nica C.、Hwaun Ernie、Ahmadi Siavash、Lisman John E.、Leutgeb Stefan、Leutgeb Jill K.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 21 号: 2 ページ: 258-269

    • DOI

      10.1038/s41593-017-0061-5

    • 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
  • [雑誌論文] Spatial Representation of Hippocampal Place Cells in a T-Maze with an Aversive Stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Okada Sakura、Igata Hideyoshi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 11 ページ: 101-101

    • DOI

      10.3389/fncir.2017.00101

    • 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] Simultaneous Recordings of Central and Peripheral Bioelectrical Signals in a Freely Moving Rodent2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takuya、Nishimura Yuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 40 号: 5 ページ: 711-715

    • DOI

      10.1248/bpb.b17-00070

    • NAID

      130005631967

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 精神的ストレス応答における脳と末梢臓器活動の包括的解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Systemic physiological responses to strssful environments2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sasaki
    • 学会等名
      International Forum foe Neuroscience and Drug, Nanjing Medical University
    • 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] 個体差を考慮した精神的ストレスにおける中枢末梢連環の解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第61回日本神経化学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Revealing brain-body circuits using large-scale electrophysiological recordings2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sasaki
    • 学会等名
      Nepal-Japan symposium on Neuroscience and Medicine in conjunction with 2nd annual meeting of the Neuroscience society of Nepal
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 海馬リップル波の発生機構と生理的意義の解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      平成29年度記憶研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢連関の視点を取り入れた行動研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      動物心理学会、動物行動学会合同学会 若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢連関の神経生理動態の包括的解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第4回包括的緩和医療科学学術研究会/第5回Tokyo疼痛緩和次世代研究会 合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢関連を網羅するシステム薬理学的アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 佐々木拓哉のホームページ

    • URL

      http://sasaki-brain.net/allpublication

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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