| 研究課題/領域番号 |
17K07081
|
|---|
| 研究機関 | 和歌山県立医科大学 |
|---|
研究代表者 |
木村 晃久 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (20225022)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
|
| キーワード | 視床網様核 / 視床核 / 大脳皮質前頭前野 / 聴覚 / 視覚 / 体性感覚 / 感覚統合 / 高次脳機能 |
|---|
| 研究実績の概要 |
視床網様核は、視床と大脳皮質から興奮性入力を受け、視床核に抑制投射し、視床-大脳皮質のループ回路の感覚情報処理と伝達を制御する。感覚情報（末梢入力と大脳皮質で処理された情報）、あるいは、高次脳機能（意図）が、視床網様核を介して、視床核の感覚情報処理に影響し、注意や知覚を制御する神経機構の解剖と機能を研究の対象としている。
当該年度では、視床網様核における聴覚情報処理の時空間構造を包括的に調べた実験の結果の解析により、視床網様核に音の強度に依存した複数の周波数地図（Tonotopy）が存在し、周波数地図に関連して異なる周波数の音情報が時間軸に沿い強く相互干渉することを明らかにし、視床網様核を介する聴覚の注意と知覚の制御機構の構造と特性について研究知見を論文にまとめた。現在、投稿中である。この研究結果は、視床網様核における異種感覚の相互干渉のメカニズムも示唆し、異種感覚間の制御機構の理解に貢献し得る。
高次脳機能と視床網様核の関係について、大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響を調べた実験結果の解析と、側坐核の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響を調べる実験を当該年度で終了し、前者の解析結果（活性化により感覚反応が増強する）に基づく論文の作成と、後者の実験結果の解析を継続中である。また、前年度に着手した大脳皮質前頭前野あるいは側坐核の活性化による聴覚あるいは視覚の視床核細胞の感覚反応の変化を調べる実験を継続、現在、施行中である。
以上に加え、特定種（聴覚あるいは視覚）の感覚情報を処理する１次視床核に視床網様核が異種感覚（体性感覚あるいは聴覚）の影響を仲介する神経機構の存在を示唆するこれまでの研究知見に基づき、当該年度では、更に、体性感覚の情報処理に機能が特化するとされる１次視床核（後外側腹側核）の細胞活動に対する聴覚と視覚の影響を調べる実験に着手した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
特定種の感覚情報を処理するとされる１次視床核の細胞の感覚反応を異種感覚情報が視床網様核を介し修飾する可能性を検証する研究については、聴覚と視覚の視床核での検証結果を論文（2018と2020年）に発表し、研究を終了した。視床網様核における同種感覚（聴覚）情報の干渉に関する研究は、当該年度で、データ解析を終了し、論文を投稿中である。大脳皮質前頭前野、扁桃体の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響に関する研究については、大脳皮質前頭前野の活性化についての実験を終了、論文を作成中で、扁桃体の活性化については、他者の研究結果が先行して発表されたため、扁桃体に代わり、側坐核の活性化の影響に着目し実験を施行、当該年度で終了したがデータ解析の途上にある。投稿中の論文にまとめた視床網様核における同種感覚（聴覚）情報の干渉に関する研究結果で、視床網様核における異種感覚情報の干渉のメカニズムが十分示唆されたため、異種感覚刺激が視床網様核細胞に誘発するシナプス入力の相互干渉を細胞内記録で調べる当初計画した実験は施行せず、大脳皮質前頭前野あるいは側坐核の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響を細胞近傍記録染色法で調べる実験を施行した。これらの実験で有意な結果を認めたので、当初の研究計画を拡張し、視床網様核を介して視床核細胞の感覚反応に及び得る活性化の影響を検証する実験を施行している。また、既に論文で報告した聴覚と視覚の１次視床核での異種感覚の干渉に関する知見を一般化する目的で、異種感覚の干渉を体性感覚の１次視床核で検証する実験を当該年度で着手した。これらの実験を優先したこと、投稿中の論文作成に関し膨大なデータの解析に多くの時間を要したことで、前年度までに施行を予定していた覚醒動物の行動に伴う視床網様核及び視床核細胞の活動の変化に関する実験の開始に至っていない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和３年度は、視床網様核における同種感覚（聴覚）情報の干渉に関する論文の採択と、大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核細胞の感覚反応に及ぼす影響に関する論文の投稿を目指す。大脳皮質前頭前野、あるいは、側坐核の活性化による視床網様核あるいは視床核細胞の感覚反応の変化に関する実験と、異種感覚の干渉を体性感覚の１次視床核で検証する実験の終了を目指す。これらの実験の解析結果に基づいて、前年度以前から実施を予定していた覚醒動物の行動（高次脳機能の発現）をモニターしながら視床網様核、あるいは、視床核から神経活動を記録する実験に着手する予定であるが、大脳皮質前頭前野の活性化が視床網様核の感覚反応に及ぼす影響に関する実験の有意な結果を踏まえ、高次脳機能（大脳皮質前頭前野）に加え、運動機能（大脳皮質運動野）が視床網様核の感覚反応に影響して注意や知覚を制御する神経機構の存在を仮定し、大脳皮質運動野の活性化が視床網様核の感覚反応に及ぼす影響の有無、様態を麻酔した動物の神経活動で調べる実験を先行して施行する。この実験結果も踏まえ、覚醒動物で行動（運動）発現に関連した神経活動を調べる実験を施行する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
大脳皮質前頭前野、あるいは、側坐核の活性化による視床網様核、あるいは、視床核細胞の感覚反応の変化に関する実験と、体性感覚の視床核で異種感覚の干渉を検証する実験を優先したこと、投稿中の論文に関するデータが膨大で、その解析に多くの時間を要したことで、覚醒動物の神経活動を調べる実験の開始が遅れており、実験のセットアップのための主な機材を購入したが、実験で使用する慢性電極等等の購入に至らず、助成金が残った。
残った助成金は、繰り延べになった当初あるいは新規の研究計画に沿って令和３年度以降に施行する実験機材の購入と消耗品の費用に使用する。
|
