質感認知に伴う情動惹起の神経機構

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: 多様な質感認識の科学的解明と革新的質感技術の創出
• 研究課題/領域番号: 15H05917
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 南本 敬史 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, グループリーダー(定常) (50506813)
• 研究分担者: 本田 学 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第七部, 部長 (40321608) ; 鯉田 孝和 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (10455222)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 質感 / 価値判断 / DREADDs / サル / エンリッチメント

研究実績の概要

感性的質感認知の神経回路基盤の解明に向け、価値判断・情動に関与が示唆されている前頭眼窩野(OFC)に着目し、化学遺伝学操作と行動課題、fMRIによる脳活動計測を組み合わせた研究を進めた。特に両側OFCに抑制性DREADDを発現させた複数のサルにおいて、OFCと神経連絡をもつ皮質下領域、吻内側尾状核(rmCD)と視床MDmc核に投射している神経細胞末端であると考えられるDREADDの発現を同定するとともに、これらの領域にDREADDアゴニストを局所注入することでOFC→rmCD、OFC→MDmcのそれぞれの経路選択的な神経活動抑制操作を行い、視覚刺激が意味する価値によって柔軟な判断が要求される場面において、それぞれの経路が異なる貢献をしていることを明らかにした。
また、情動系神経系の活動低下が原因と考えられているうつ病のアンヘドニア（ポジティブ感情の低下、意欲減退、報酬に対する感受性の低下、歓びの喪失など）に対して、“アンヘドニアに対するポジティブ価システムに焦点を当てた認知行動療法（Positive valence system-focused cognitive behavioral therapy：PoCot）”と“超高周波音響によるハイパーソニック・エフェクト（Hypersonic Effect）”を組み合わせた新しい治療法を開発し、プロトコル論文として発表するとともに、臨床治験を遂行している。
さらに、質感認知や情動的作用に関わる脳深部における神経細胞の機能構造を明らかにするための手法開発を進めた。タングステン電極に二相性パルス電流を印加することで金属酸化物が組織内に離脱し、マーキング点となる手法である。マカクサル脳において実効性を評価したところ実験から22カ月後の灌流脳スライスにおいて明瞭なマーキング点が観測された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] National Institute of Health/Univ. North Carolina/Icahn School of Medicine at Mount Sinai(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: National Institute of Health/Univ. North Carolina/Icahn School of Medicine at Mount Sinai
• [雑誌論文] Deschloroclozapine, a potent and selective chemogenetic actuator enables rapid neuronal and behavioral modulations in mice and monkeys. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y, Miyakawa N, Takuwa H, Hori Y, Oyama K, Ji B, Takahashi M, Huang XP, Slocum ST, DiBerto JF, Xiong Y, Urushihata T, Hirabayashi T, Fujimoto A, Mimura K, English JG, Liu J, Inoue K, Kumata K, Seki C, Ono M, Shimojo M, Zhang MR, Tomita Y, Suhara T, Takada M, Higuchi M, Jin J, Roth BL, Minamimoto T
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: - ページ: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Macaques Exhibit Implicit Gaze Bias Anticipating Others’ False-Belief-Driven Actions via Medial Prefrontal Cortex (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Taketsugu、Akikawa Ryota、Kawasaki Keisuke、Egawa Jun、Minamimoto Takafumi、Kobayashi Kazuto、Kato Shigeki、Hori Yukiko、Nagai Yuji、Iijima Atsuhiko、Someya Toshiyuki、Hasegawa Isao
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 30 ページ: 4433～4444.e5
  • DOI: doi:10.1016/j.celrep.2020.03.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Revealing Relationships Among Cognitive Functions Using Functional Connectivity and a Large-Scale Meta-Analysis Database (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurashige Hiroki、Kaneko Jun、Yamashita Yuichi、Osu Rieko、Otaka Yohei、Hanakawa Takashi、Honda Manabu、Kawabata Hideaki
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 13 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fnhum.2019.00457
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Flexible parylene-thread bioprobe and the sewing method for in vivo neuronal recordings (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Koji、Sawahata Hirohito、Yamagiwa Shota、Morikawa Yusuke、Numano Rika、Koida Kowa、Kawano Takeshi
  • 雑誌名: Sensors and Actuators B: Chemical 巻: - ページ: 127835～127835
  • DOI: doi.org/10.1016/j.snb.2020.127835
• [雑誌論文] Trait and State-Dependent Risk Attitude of Monkeys Measured in a Single-Option Response Task (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Atsushi、Minamimoto Takafumi
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 13 ページ: -
  • DOI: doi: 10.3389/fnins.2019.00816
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Augmentation of Positive Valence System?Focused Cognitive Behavioral Therapy by Inaudible High-Frequency Sounds for Anhedonia (2019)
  • 著者名/発表者名: Ito Masaya、Miyamae Mitsuhiro、Yokoyama Chika、Yamashita Yuichi、Ueno Osamu、Maruo Kazushi、Komazawa Asami、Niwa Madoka、Honda Manabu、Horikoshi Masaru
  • 雑誌名: JAMA Network Open 巻: 2 ページ: e1915819
  • DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2019.15819
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effective Augmentation of Creativity-Involving Productivity Consequent to Spontaneous Selectivity in Knowledge Acquisition (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurashige Hiroki、Yamashita Yuichi、Hanakawa Takashi、Honda Manabu
  • 雑誌名: Frontiers in Psychology 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fpsyg.2019.00600
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reciprocal cortical activation patterns during incisal and molar biting correlated with bite force levels: an fMRI study (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa Hideyuki、Miyamoto Jun J.、Hanakawa Takashi、Shitara Hitoshi、Honda Manabu、Moriyama Keiji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44846-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Donut‐Shaped Stretchable Kirigami: Enabling Electronics to Integrate with the Deformable Muscle (2019)
  • 著者名/発表者名: Morikawa Yusuke、Yamagiwa Shota、Sawahata Hirohito、Numano Rika、Koida Kowa、Kawano Takeshi
  • 雑誌名: Advanced Healthcare Materials 巻: 8 ページ: 1900939～1900939
  • DOI: doi.org/10.1002/adhm.201900939
• [学会発表] 化学遺伝学とイメージングの融合による霊長類脳回路の可視化と操作 (2020)
  • 著者名/発表者名: 南本敬史
  • 学会等名: 第9回マーモセット研究会大会
  • 招待講演
• [学会発表] DREADD inactivation reveals critical role of orbitofrontal cortex in reward-based adaptive decision-making in monkeys. (2019)
  • 著者名/発表者名: Oyama K, Hori Y, Nagai Y, Hirabayashi T, Miyakawa N, Fujimoto A, Mimura K, Inoue K, Eldridge MAG, Saunders RC, Suhara T, Takada M, Higuchi M, Richmond BJ, Minamimoto T.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] New DREADD compound enables to visualize and manipulate neural circuits in monkeys (2019)
  • 著者名/発表者名: Minamimoto T
  • 学会等名: NIH BRAIN Initiative Chemogenetic Innovations in the Manipulation and Monitoring of Labeled Neurons Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Chemogenetic activation of the amygdala specifically disrupts the representation of socio-emotional information in the macaque ventral visual cortex. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyakawa N, Nagai Y, Hori Y, Matsuo T, Suzuki T, Inoue K, Takada M, Suhara T, Kawasaki K, and Minamimoto T.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会
• [学会発表] 超高密度メディア情報を用いた情報環境医療の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 本田学
  • 学会等名: 日本機械学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Large enhancement of simultaneous color contrast by surrounding white gap, but not by black gap (2019)
  • 著者名/発表者名: Tama Kanematsu, Kowa Koida
  • 学会等名: Vision Science Society
  • 国際学会
• [学会発表] Remote simultaneous color contrast and assimilation effects across the l-m cone axis (2019)
  • 著者名/発表者名: Tama Kanematsu, Kowa Koida
  • 学会等名: ICVS 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Fine marking method of metal microelectrode for the electrophysiological recording in vivo (2019)
  • 著者名/発表者名: K. KOIDA, H. SAWAHATA, R. NUMANO, T. KAWANO, T. HARA
  • 学会等名: SfN 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 網膜から初期視覚野における神経生理学的基盤 (2019)
  • 著者名/発表者名: 鯉田孝和
  • 学会等名: 第21回日本感性工学会大会
  • 国際学会
• [備考] システム神経回路研究グループ
  • URL: https://www.nirs.qst.go.jp/seika/brain/team/system_09.html