| 研究課題/領域番号 |
21K06418
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
岡田 研一 北海道大学, 医学研究院, 助教 (80790956)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 行動決定 / 線条体 / 大脳基底核ループ / 霊長類 / 眼球運動 |
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| 研究実績の概要 |
状況に合わせた行動の選択・抑制に大脳基底核の線条体が重要な役割を果たしており、大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化によって、線条体の神経活動が動的に制御されていると考えられる。試行毎のルールに応じて行動を切り替えるような短い時間スケールでの行動選択における大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化の役割を明らかにすべく、研究を行った。
短い時間スケールでの状況適応的な行動の制御機構を調べるために、試行毎に示される指示（CUE）に従って、（i）突然現れる視覚刺激にそのままサッカードするか、（ii）視覚刺激への反射的なサッカードを抑制し反対方向にサッカードするかを選択するアンチサッカード課題を２頭のサルに習得させた。それぞれのサルにおいて、MRI画像と機能マッピングにより線条体と大脳皮質の補足眼野を同定した。試行毎の大脳皮質－基底核ネットワークのダイナミックな状態変化を調べるためにアンチサッカード課題中のLFPを単一電極により記録し、CUEの呈示から視覚刺激の呈示までの期間において試行毎のルールに応じてLFPのβ成分が減弱することを確認した。
更に当初の予定を上回った成果として、皮質線条体経路の機能結合の変化を調べるために、補足眼野への微小電流刺激に対する線条体での短潜時応答を記録した。補足眼野への刺激は、新たに開発した複数本の単一電極を短期間埋め込む手法と、同心円型双極電極を用いて局所的に刺激する手法で行った。線条体に刺入した単一電極を用いて、同側・対側の補足眼野への微小電流刺激に対する応答を記録したところ、線条体LFPの刺激誘発応答のみならず、線条体ニューロンの短潜時の刺激誘発スパイクの計測に成功した。これらのLFP・スパイク応答が、課題のルールや刺激前のLFPのβ成分の強さや位相に応じてどのように変化するか、解析を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画通り、短い時間スケールでの状況適応的な行動の制御機構を調べるためにアンチサッカード課題をサルに習得させ、研究を行っている。アンチサッカード課題遂行中に線条体LFPのβ成分が試行毎のルールに応じて変化することを確認したため、これを課題のルールに応じた大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化の指標として研究を進めている。
更に当初の予定を上回った成果として、補足眼野への微小電流刺激に対する線条体での短潜時応答を記録したところ、線条体LFPの刺激誘発応答のみならず、線条体ニューロンの短潜時での刺激誘発スパイクの計測に成功した。課題条件や上述したLFPのβ成分に伴う刺激誘発応答を調べることで、皮質線条体経路の短い時間スケールでの機能結合変化を調べている。
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| 今後の研究の推進方策 |
大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化により線条体の神経活動がどのように制御されているかを調べるために、線条体LFPとニューロン活動の同時記録を進める。さらに、補足眼野への微小電流刺激の影響がどのような空間的広がりを持つか調べるため、またデータ取得の効率化のために、多点電極を用いてLFPとニューロン活動の同時記録を行う。
特に、アンチサッカード課題のルールに応じて活動を変化させる線条体ニューロンにおいて、ネットワークの状態を反映すると考えられるLFPのβ成分の強さや位相によって、ニューロン活動や補足眼野への微小電流刺激に対する応答がどのように変化するか、データを蓄積する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
事前に所持していた機器を用いて実験を行ったため、当初の予定よりも物品費を少なく抑えられた。
未使用額を次年度以降の物品費に充てることとしたい。
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