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2017 年度 実施状況報告書

動きの癖を改善する生理学的メカニズムの解明と新しいトレーニング方法の提案に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 16K12973
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

青木 祥  沖縄科学技術大学院大学, 神経生物学研究ユニット, 研究員 (80720672)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード線条体 / ラット / 習慣動作
研究実績の概要

本研究は、動作の癖すなわち「習慣動作」を抑制し改善する生理学的メカニズムを明らかにし、最終的には習慣動作の改善を促す新規トレーニングの開発を目標とする。先行研究により、線条体の主要な神経伝達物質・アセチルコリンが行動パターンの切り替えに重要であることが示されており(Aoki et al., J Neurosci., 2015)、同様に線条体のアセチルコリンが習慣動作の抑制に不可欠なのではないかと仮説をたてた。
昨年度までにLong-Evans系ラットを動物モデルとして、事前に獲得した習慣動作を抑制するOmission課題と習慣動作を別の似た動作に置換するSubstitution課題の二つの実験パラダイムを確立した。
本年度は、上述の2つの課題を用いて生理学的メカニズムを調べた。線条体においてアセチルコリンを放出するコリン作動性ニューロンの機能阻害を引き起こし、習慣動作を抑制するOmission課題と習慣動作を置換するSubstitution課題に及ぼす影響を検証した。その結果、線条体コリン作動性介在ニューロンの機能を阻害しても、Omission課題に影響は及ぼさなかった。また、同処置がSubstitution課題に及ぼす影響を調べた結果、習慣動作を置換する能力に有意な違いは観察されなかった。
対照実験の条件として、動作が癖として習慣化する前に特定の動作を抑制するあるいは置換する実験パラダイムとを作ることに成功した。さらに、マウスにおいても特定の動作を習慣化させ、それを別のものに改善する能力を測定可能な実験課題を確立した。
来年度は、遺伝学的手法を用いた機能阻害および神経活動操作に優れているマウスを使用してメカニズムの検証する。

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

線条体コリン作動性介在ニューロンの機能阻害実験を計画通りに遂行できたため。
また、一部の遺伝学的手法を用いた神経活動操作法はラットにおける適用が困難であることが判明したが、より遺伝学的手法に優れたマウスでの実験パラダイムを代替案として構築できたため。

今後の研究の推進方策

平成29年度まではラットを用いた実験パラダイムにおいて動作の癖を改善できるメカニズムの探索を行ってきたが、平成30年度では遺伝学的手法の適用が易しくかつ多様な神経操作が可能なマウスによる実験系に切り替える。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額の37,103円は平成30年度の研究に用いられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Salk Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Salk Institute
  • [雑誌論文] Cholinergic interneurons in the rat striatum modulate substitution of habits2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Aoki, Andrew W. Liu, Yumiko Akamine, Aya Zucca, Stefano Zucca, Jeffery R. Wickens
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 47 ページ: 1194-1205

    • DOI

      10.1111/ejn.13820

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pauses in cholinergic interneuron firing exert an inhibitory control on striatal output in vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Zucca Stefano、Zucca Aya、Nakano Takashi、Aoki Sho、Wickens Jeffery
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 7 ページ: e32510

    • DOI

      10.7554/eLife.32510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multizonal Cerebellar Influence Over Sensorimotor Areas of the Rat Cerebral Cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Sho、Coulon Patrice、Ruigrok Tom J H
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1093/cercor/bhx343

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Anatomical evidence that multiple striatal regions influence motor cortex.2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Aoki, Masakazu Igarashi, Patrice Coulon, Jeffery R. Wickens, Tom J.H. Ruigrok
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 国際学会
  • [学会発表] Anatomical evidence that multiple striatal regions influence motor cortex in the rat2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Aoki, Masakazu Igarashi, Patrice Coulon, Jeffery R. Wickens, Tom J.H. Ruigrok.
    • 学会等名
      Procedural Learning Summer School
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-21  

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