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2015 年度 実績報告書

情動・注意の制御に関わる大脳皮質間神経回路の適応動態

計画研究

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 26112009
研究機関東北大学

研究代表者

筒井 健一郎  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (90396466)

研究分担者 泰羅 雅登  東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (50179397)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード神経科学 / 経頭蓋磁気刺激 / 皮質表面電位
研究実績の概要

情動や注意の制御にかかわる大脳皮質神経回路について、それが正常に機能しているときと障害が生じているときで、どのような「回路シフト」が生じているかを調べるために、本年度は、以下の項目を達成した。
1)サルの情動や気分の評価基準となる行動学および生理学上の条件を探索した。行動学的には、ケージ内の自然行動、ケージ内での飲水行動(スクロース選好性)、改変ブリンクマンテストが、それぞれ、活動性、快楽追求性、意欲の指標となりうることを確認した。また、生理学的には、血中のコルチゾールの測定により、ストレスの度合いの客観的評価となりうることを確認した。
2)上記の指標を用いて、反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)の情動への影響を評価したところ、内側前頭皮質(mPFC)に対する低頻度刺激によって、著しくサルの気分状態が低下することが明らかになった。
3)遅延反応課題を遂行中のサルの前頭連合野、運動前野に片側性のTMSを施して脳活動を阻害し、行動への影響を調べる実験を行い、課題遂行に関係した手の運動および眼球運動について解析を行った。その結果、いずれの領域の機能阻害によっても、課題に関連した手や眼球の運動障害は生じないこと、前頭連合野の阻害によって視空間性のワーキングメモリ(刺激位置情報の保持)の障害が、運動前野の阻害によって運動性のワーキングメモリ(運動企図情報の保持)の障害が生じることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請書に記載した内容のうち、1)サルの情動・気分評価基準の確立、2)経頭蓋磁気い刺激を用いて情動・気分を操作する方法の探索、については、完全に目標を達成することができた。3)遅延反応課題遂行中の皮質表面電位の記録については、同課題遂行中の反復経頭蓋磁気刺激の影響を調べる研究において、予想以上の成果が得られ、追加実験やデータの分析に時間を要したため、皮質表面電位の記録は次年度以降に行うことにした。

今後の研究の推進方策

研究はおおむね順調に進展している。サルの情動・気分については、反復経頭蓋磁気刺激の神経活動および行動への影響を調べる実験をすすめていく。注意の神経機構については、皮質表面電位の記録について、実験を加速させていく。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 12件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Representation of Functional Category in the Monkey Prefrontal Cortex and Its Rule-Dependent Use for Behavioral Selection.2016

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui KI, Hosokawa T, Yamada M, Iijima T.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 36 ページ: 3038-3048

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2063-15.2016.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neck collar for restraining head and body movements in rats for behavioral task performance and simultaneous neural activity recording.2016

    • 著者名/発表者名
      Tateyama Y, Oyama K, Lo CW, Iijima T, Tsutsui KI.
    • 雑誌名

      Journal of Neruoscience Methods

      巻: 263 ページ: 68-74

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2016.02.005.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Discrete coding of stimulus value, reward expectation, and reward prediction error in the dorsal striatum.2015

    • 著者名/発表者名
      Oyama K, Tateyama Y, Hernadi I, Tobler PN, Iijima T, Tsutsui KI.
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 114 ページ: 2600-2615

    • DOI

      10.1152/jn.00097.2015.

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of G-gene Deletion and Replacement on Rabies Virus Vector Gene Expression.2015

    • 著者名/発表者名
      Sato S, Ohara S, Tsutsui KI, Iijima T.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 10 ページ: e0128020

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0128020.

  • [学会発表] Using transcranial magnetic stimulation (TMS) as a tool for primate neuroscience research2016

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui KI
    • 学会等名
      31st International Congress of Psychology (ICP2016)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-07-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)によるサル内側前頭葉の情動・気分調節機能の検証2016

    • 著者名/発表者名
      筒井健一郎
    • 学会等名
      第57回日本心身医学会総会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-06-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 経頭蓋時期刺激(TMS)で拓く霊長類研究の新展開2015

    • 著者名/発表者名
      筒井健一郎
    • 学会等名
      ナショナルバイオリソース第12回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortical and subcortical projections of the entorhinal layer III neurons of the rat.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohara S., Ito, K., Sota, Y., Tsutsui, K-I., Witter, P. M., Iijima, T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Rabies virus vector with improved transgene expression level for transsynaptic tracing.2015

    • 著者名/発表者名
      Sota, Y., Ohara, S., Sato, S., Ito, K., Tsutsui, K-I., Iijima, T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of neural representations between rat anterior insular and orbitofrontal cortex in risky decision making.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishii, H., Kaizu, Y., Takahashi, S., Ohara, S., Tobler, N. P., Tsutsui, K-I., Iijima, T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural responses observed only in a gambling task in the rat anterior insular cortex.2015

    • 著者名/発表者名
      Kaizu, Y., Ishii, H., Takahashi, S., Ohara, S., Tobler, N. P., Tsutsui, K-I., Iijima, T.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Cytoarchitectonic information of rat medial prefrontal “delay” neurons revealed by single-neuron electroporation.2015

    • 著者名/発表者名
      Oyama, K., Tateyama, Y., Lo, CW., Ohara, S., Karube, F., Fujiyama, F., Iijima, T., Tsutsui, K-I.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of bimodal value representation on goal directed behavior and reflective choice in behaving macaque.2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuda M, Nakamura S, Okada KI, Kobayashi Y, Tsutsui KI, Nakamura K.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparing the impact of online and low-frequency offline rTMS over the unilateral dorsolateral prefrontal cortex on the delayed response task performance.2015

    • 著者名/発表者名
      Ogawa K, Nakamura S, Hosokawa T, Iijima T, Tsutsui KI.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Inactivation of rat dorsomedial prefrontal cortex impairs delayed response performance under head fixation2015

    • 著者名/発表者名
      Lo C, Tateyama Y, Oyama K, T. Iijima T, Tsutsui KI
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Neck collar: A novel non-invasive system for restricting head and body movements in rats for behavioral task performance and simultaneous neuron activity recording2015

    • 著者名/発表者名
      Tateyama Y, Oyama K, Lo C, Iijima T, Tsutsui KI
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-18
    • 国際学会
  • [学会発表] entrolateral prefrontal activity reflects increases in object value induced by larger choice sets.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara J, Usui N, Eifuku S, Iijima T, Taira M, Tsutsui KI, Tobler PN.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 発表場所
      米国・シカゴ
    • 年月日
      2015-10-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Afferents and Efferents of the Commissural Projection Neurons in Enthorinal Cortex Layer 3 of the Rat.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohara, S., Itou, K., Sota, Y., Sato, S., Tsutsui, K-I., Iijima, T.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-30
  • [学会発表] Morphological identification of rat medial prefrontal neurons showing sustained activity during a delay period of a delayed response task by single-neuron electroporation.2015

    • 著者名/発表者名
      Oyama, K., Tateyama, Y., Lo, CW., Ohara, S., Karube, F., Fujiyama, F., Iijima, T., Tsutsui, K-I.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-30
  • [学会発表] Risky choice selective neuron in rat anterior insular cortex.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishii, H., Kaizu, Y., Takahashi, S., Ohara, S., Tobler, N. P., Tsutsui, K-I., Iijima, T.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-29
  • [学会発表] Ventrolateral prefrontal activity reflects increases in object value induced by larger choice sets.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara J, Usui N, Eifuku S, Iijima T, Taira M, Tsutsui KI, Tobler PN.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-29
  • [学会発表] An integrated system for the quantitative measure of motivation and emotion in monkeys.2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuda M, Nakamura S, Okada KI, Kobayashi Y, Tsutsui KI, Nakamura K.
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-07-29
  • [学会発表] Different contributions of monkey frontal, premotor, and parietal corticies in spatial working memory task revealed by on-line rTMS.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsutsui KI
    • 学会等名
      International Symposimu on Magnetic Stimulation: Past, Present and Future
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-06-06
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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