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2019 年度 実施状況報告書

随意性急速眼球運動系における選択的経路遮断による小脳運動制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06937
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

高橋 真有  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50581344)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード小脳 / 随意運動制御 / サッケード / 室頂核 / 上丘
研究実績の概要

本研究は、小脳による随意性運動制御の神経機構を明らかにするため、視覚誘導性サッケードを訓練したサルで、我々がこれまで同定した小脳入出力経路に沿って電気生理学的方法とウィルスベクターを用いたDREADD法を組み合わせて、制御信号の小脳内の流れと役割を明らかにし、小脳の随意運動制御の動作原理を解明することを目的とする。
初年度は、2頭のサルに対して、チェアトレーニングを実施すると同時に、視覚誘導性サッケードを訓練するためのシステム(Rex Systemを導入)を構築して訓練を行っている。また、アイコイルを用いたサッケード計測ではなく、回旋運動を含めた眼球運動を記録解析するため、高速赤外線ビデオカメラ(500Hz sampling)を用いた計測法を新たに開発した。On-lineの解析は無理なので、Off-lineで回旋眼球運動を解析する必要があるため、大容量の画像を高速で記録保存するためのシステムを構築した。
小脳機能を考えるとき、小脳制御の対象となる運動系の入出力回路の理解が必要不可欠である。これまでの実験データの解析を進め、両側上丘から小脳虫部VII葉への入力路を同定したが、この部位は、AldolaseC(+)の領域と一致し、対側MAOから登上線維入力を受けていた。同定した神経回路の一部に関してまとめ、発表した(Takahashi and Shinoda, 2020, in press)。小脳内の信号の流れを決めるためには、それぞれの部位からの出力を同定することが必要であり、虫部VII葉のプルキニエ細胞は、室頂核後部に投射しており、同上のMAOの終止部と一致し、AldolaseC(+)の核内領域であった。室頂核前部は、AldolaseC(-)であった。この部からの橋・延髄及び中脳への投射標的を同定中である。

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

初年度実験セットアップ、解析システムの構築、動物の訓練を行っている。

今後の研究の推進方策

眼球運動の訓練を行うため、頭部固定装置を装着し、頭部固定した上での視覚誘導性サッケードの訓練を行う。訓練が終了したら、サッケード中の小脳内、および眼球運動関連部位からユニット記録を行い、信号の流れを解析する実験を行う。

次年度使用額が生じた理由

初年度の後半の実験計画に使用予定の消耗品および機器類を購入せずにすんだため。次年度の前半の実験計画と合わせて消耗品および機器類を購入する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Neural Circuits of Inputs and Outputs of the Cerebellar Cortex and Nuclei2020

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi, Yoshikazu Shinoda
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Morphological and electrophysiological characteristics of the commissural system in the superior colliculi for control of eye movements2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 雑誌名

      Progress in Brain Research

      巻: 249 ページ: 105-115

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2019.04.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brainstem neural circuits for fixation and generation of saccadic eye movements2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Shinoda, Mayu Takahashi, Yuriko Sugiuchi
    • 雑誌名

      Progress in Brain Research

      巻: 249 ページ: 95-104

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2019.04.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 眼球運動系と小脳2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 37 ページ: 953-957

    • 査読あり
  • [学会発表] Common coordinate of eye movements shared by saccadic and vestibulooculomotor systems2020

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第97回日本生理学会
  • [学会発表] Frame of reference for saccadic eye movements2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
  • [学会発表] 垂直性眼球運動の神経経路とサッケード眼球運動の座標系2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 学会等名
      第78回日本めまい平衡医学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] サッケードの座標系について2019

    • 著者名/発表者名
      高橋真有
    • 学会等名
      第57回日本神経眼科学会
  • [学会発表] Brainstem neural circuits of horizontal and vertical saccadic eye movements and their relation to quick phases of vestibular nystagmus2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      第46回国際平衡神経科学会総会(NES)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brainstem Neural circuits for saccadic eye movements and their frame of reference2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Takahashi
    • 学会等名
      Neural Control of Movement
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-01-27  

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