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2011 年度 実績報告書

小脳と基底核による時間情報の処理機構

研究課題

研究課題/領域番号 23300139
研究種目

基盤研究(B)

研究機関北海道大学

研究代表者

田中 真樹  北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (90301887)

キーワード時間情報 / 大脳小脳連関 / 大脳基底核ループ / 眼球運動 / 霊長類 / 単一ニューロン記録 / ドパミン / オドボール課題
研究概要

時間の情報は我々の認知・行動に不可欠である。最近の症例検討や脳機能画像研究から、その処理には大脳、小脳、基底核がそれぞれ異なった関与をしていることが示唆されている。例えば、数秒以上の時間分別や時間再現には大脳と基底核が関与し、数百ミリ秒以下の運動タイミングの制御や離散的なリズムの学習には小脳が重要であると考えられている。しかし、それらの神経メカニズムに関してはほとんど未知であるといってよい。そもそも、脳内で時間がどのような神経活動によって表現されているのかということについてさえ定説がない。本研究では、大脳-基底核ループや大脳-小脳連関によって重層的に処理されると考えられている時間情報を具体的な行動や神経活動としてとらえるとともに、これらのパラメータ調節に基底核や小脳で知られている特徴的な局所回路がどう関与しているのか、線条体や小脳皮質・核などへの薬物投与による行動および大脳集合電位への影響を調べることで明らかにする。
初年度である平成23年度には、眼球運動測定装置などの大型備品を購入し、研究環境の整備を進めた。また、これまで小脳核で行ってきた「欠落オドボール」課題を用いた研究を視床、小脳皮質で着手するとともに、これまで視床や大脳皮質で行ってきた「自発サッカード」課題を用いた実験を小脳核、基底核で開始し、いずれにも運動準備活動が認められている。線条体にドパミンのリガンドを微量注入し、サルが眼球運動で再現する時間に変化がみられるかどうか調べている。

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

予定通り、小脳皮質、視床、線条体の研究は開始することができた。大脳ECoGを用いた研究はまだ準備ができていないが、心理実験については実験課題の策定をすでに行っている。また、H23年度には実験室の整備を行い、訓練に使えるブースを増やすことができた。

今後の研究の推進方策

H24年度から研究補助員を雇用し、今後、本課題を進めていく体制が整いつつある。線条体、視床の実験では、少しずつデータが集まりつつあり、このまま実験を継続する。小脳皮質の実験では、実験に着手はしたものの、まだ意味のあるデータが得られない状況で、夏ごろまでに現在の記録部位であるCrus領域を継続すべきかどうか、決断する必要があると考えている。心理実験に関しては、小脳患者からデータを取得する体制を固めつつあり、H24年度から、健常人および患者からのデータを収集する予定。ECoGについてはまったく手がつけられておらず、H24年度中に手術などの見学に行くことを検討している。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Contribution of the central thalamus to the generation of volitional saccades2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., Kunimatsu, J.
    • 雑誌名

      Eur.J.Neurosci.

      巻: 33 ページ: 2046-2057

    • DOI

      doi:10.1111/j.1460-9568.2011.07699.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 眼球運動制御からみた視床大脳経路の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      國松淳、田中真樹
    • 雑誌名

      脳と神経Brain and Nerve

      巻: 63 ページ: 871-877

  • [学会発表] 時間の脳内表現2012

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      2011年度日本神経学会北海道地区生涯教育講演会
    • 発表場所
      北海道大学医学部臨床大講堂(札幌市)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-04
  • [学会発表] 小脳による時間表現2011

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      第9回北海道大学脳科学研究教育センターシンポジウム「高次脳機能のメカニズム」
    • 発表場所
      北海道大学医学部学友会館(札幌市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] Neural mechanism of timing : a role for the cerebellum2011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      David Mahoney Center Laboratory Seminar
    • 発表場所
      コロンビア大学(USA)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-17
  • [学会発表] Manipulation of target choice for covert tracking by electrical microstimulation in the primate frontal eye fields2011

    • 著者名/発表者名
      Matsushima A., Tanaka M.
    • 学会等名
      2011北米神経科学学会
    • 発表場所
      ワシントンコンベンションセンター(USA)
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] Encoding of repetitive event timing by sensory gain modulation in the primate deep cerebellar nuclei2011

    • 著者名/発表者名
      Ohmae A., Uematsu A., Tanaka M.
    • 学会等名
      2011北米神経科学学会
    • 発表場所
      ワシントンコンベンションセンター(USA)
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] Manipulation of top-down signals for covert object tracking by electrical stimulation in the primate prefrontal cortex.(サル前頭前野電気刺激による物体の内的追跡に関わるトップダウン信号の操作)2011

    • 著者名/発表者名
      Matsushima A., Tanaka M.
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Detection of single omission in isochronous repetitive stimuli relies on two distinct mechanisms. (繰り返し刺激の欠落には2種類の神経機構が関与する)2011

    • 著者名/発表者名
      Ohmae A., Tanaka M.
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] 時間感覚の脳内表現2011

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      第185回つくば脳科学セミナー
    • 発表場所
      筑波大学医学部(つくば市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-13
  • [学会発表] サル前頭眼野の電気刺激による物体選択の操作2011

    • 著者名/発表者名
      松嶋藻乃, 田中真樹
    • 学会等名
      第91回北海道医学大会・日本生理学会北海道地方会
    • 発表場所
      札幌医科大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-08-27
  • [学会発表] サル小脳歯状核の電気刺激による欠落オドボール検出の促進2011

    • 著者名/発表者名
      植松明子, 大前彰吾, 田中真樹
    • 学会等名
      第91回北海道医学大会・日本生理学会北海道地方会
    • 発表場所
      札幌医科大学(札幌市)
    • 年月日
      2011-08-27
  • [学会発表] 眼球運動のタイミング制御における前頭葉背内側部のはたらき2011

    • 著者名/発表者名
      國松淳, 田中真樹
    • 学会等名
      第5回生理研Motor Control研究会
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [学会発表] 小脳機能の生理学的解析2011

    • 著者名/発表者名
      田中真樹、大前彰吾、植松明子
    • 学会等名
      第52回日本神経学会学術大会シンポジウム「脊髄小脳変性症:update」
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-20
  • [学会発表] Electrical microstimulation in the primate dorsomedial frontal cortex alters the timing of self-initiated saccades2011

    • 著者名/発表者名
      Kunimatsu J, Tanaka M
    • 学会等名
      国際比較生理生化学会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2011-05-06
  • [図書] Thalamic roles in eye movements In : Oxford Handbook on Eye Movements(S.P.Liversedge, I.D.Glichrist, S.Everling, Eds.), pp.235-2562011

    • 著者名/発表者名
      Tanaka. M., Kunimatsu, J.
    • 総ページ数
      1027
    • 出版者
      Oxford University Press, UK

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公開日: 2013-06-26  

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