| 研究課題/領域番号 |
17K19632
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
中村 克樹 京都大学, 霊長類研究所, 教授 (70243110)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
|
| キーワード | 脳機能イメージング / コモンマーモセット |
|---|
| 研究実績の概要 |
近年、神経活動の履歴を全脳で見ることができ、各条件間の差を定量化できる定量的神経賦活マンガン造影MRI法がげっ歯類で試みられている。本研究では、この方法の有用性に注目し、小型霊長類であるマーモセットを用いて神経活動を全脳で可視化し、コミュニケーションに関わる神経ネットワークを明らかにすることを目的とする。
1) マンガン投与量および投与方法・経路の検討：先ず、塩化マンガン溶液を動物に投与する際の投与量および投与方法・経路を検討した。動物への負担が少なく、且つ神経活動を描出できるコントラストが得られる方法であることが必須である。初回実験の投与量はげっ歯類での先行研究を基に調整し、２頭で実験を実施した。一方、脳脊髄液内投与では脳内に効率的にMn2+を注入することが期待でき、心臓など他臓器への負担が少ないという利点があるため、我々の研究室で確立したマーモセットの頸椎穿刺による方法を用いて、脳脊髄液内への塩化マンガン溶液投与方法を確立するための方法を検討した。
2) テスト運動課題の負荷：手法の有用性の評価のため、まずテスト条件での神経活動の描出を試みた。関与する脳領域が既に明らかになっている運動系に着目し、マンガン注入後に片側前肢の動きをソフトに制限して飼育し、一定時間後にMRI撮像を行った。マンガン注入から撮像までの時間は、げっ歯類での先行文献を基に48時間とした。運動制限した前肢と同側および反対側の運動領域の賦活を比較して、十分に対側運動野の神経活動の賦活が描出できているかを検討した。 T1 緩和時間を簡便に計測できるマッピングツールを用い、各組織のT1 緩和時間を計測し、条件間で比較した。マンガンの蓄積は確認できたが、いまのところ前肢の運動を反映した有意なデータが確認できていない。
今後、撮像条件や実験条件を再検討して、まずは意味のある活動の抽出を目指す。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は2頭のマーモセットを用いて投与スケジュールおよび毒性の検討および撮像プロトコールの調整を実施した。まず、げっ歯類での先行文献に倣い、0.2mmol/kg BWの塩化マンガン水溶液を48時間おきに2回腹腔内投与した。同じげっ歯類でもマウスとラットでも毒性の出方が異なるという報告もあり、マーモセットにおける体調への変化を観察した。2頭とも、2回目のマンガン投与後に軽度の動作緩慢や食欲低下が見られたものの、1-2日程度で通常の動きに戻った。また、マンガン投与後にテスト課題として片側前肢の行動を制限し、投与前と後でT1 mapを撮像した。投与前後のMRI画像を解析することで塩化マンガンの脳への蓄積を確認した。今後、使用頭数を増やし、詳細な解析を進める。
|
| 今後の研究の推進方策 |
まず、平成２９年度に用いた条件を再検討し、意味のある活動の抽出が綺麗にできる条件設定をする。また、簡便な運動制限の実験条件も再度検討する。その後、実際にマーモセットが他個体との社会交渉が可能な条件と社会交渉を制限する条件を用いて両条件間で脳活動を比較し、社会交渉に関わる脳領域を同定する。
社会行動に関わる神経ネットワークの解明：複数個体で同居しているマーモセットを被験体とし、被験体の飼育ケージに仕切りなどを用いて同居他個体との社会的交渉（身体的接触・視覚コミュニケーション・音声コミュニケーション）を制限するような状況を作り出す。同居他個体との社会的交渉が可能な条件１での飼育後、MRI撮像を実施する。１か月間のマンガンウォッシュアウト期間の後、再びマンガンを投与し、次に同居他個体との交渉を制限する条件２での飼育後、MRI撮像を実施する。条件間での画像を比較解析し、社会交渉に関わる脳領域を同定する。実験で得られた成果については国内外での学会等で発表する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
実験用マーモセットを販売している業者から適当な年齢や大きさのマーモセットが入手できず十分な条件検討ができなかったため平成２９年度に予定していた実験が実施できなかった。貴重な研究費を最大限に有効活用するには次年度使用がもっとも適切であると判断した。
平成２９年度に十分な検討ができなかった撮像条件を再検討する。
そのため使用計画として次年度は実験補助員を雇用し確実にデータの収集がおこなえるよう計画し、そのための人件費を計上した。また、実際にマーモセットが他個体との社会交渉が可能な条件と社会交渉を制限する条件を設定するため特別な飼育条件を作り出す飼育環境を、ケージに新たな部材等を装着することで整備する。そのための物品費を計上した。外部から実験用マーモセットを購入するのではなく、研究所のコロニーから調達するように変更し、実験計画を推進することとした。さらに、成果を国内外の学会で発表するための旅費も計上した。
|
