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2014 年度 実績報告書

個体間コミュニケーション生後発達に関わる機能的神経ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25293254
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

横山 ちひろ  独立行政法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 副チームリーダー (90264754)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード養育環境 / 非ヒト霊長類 / PET / fMRI
研究実績の概要

本研究では、生後の社会的環境が個体間コミュニケーション能力の発達に及ぼす影響を明らかにするために、非ヒト霊長類コモンマーモセットを用いて、以下の実験を行う。1.脳機能イメージングと行動および音声データを用いた多変量解析、2.機能的神経ネットワーク解析、3.特定領域をターゲットとした介入実験による因果関係の証明。平成26年度はそれぞれの項目で以下を実施した。
1.行動実験に関しては、養育環境(親哺育/人工哺育)、6月齢以降の社会的環境(集団飼育/個別飼育)の異なる条件で、コモンマーモセットのコミュニケーション障害モデル動物を作成し、各群において同種個体隣接する場面でのオペラント学習行動を測定するための装置を開発した。現在オペラント箱を移動箱として用いたBOXトレーニングを実施し実験条件への馴化が終了した。この後同種個体隣接場面における学習効率、接近行動(トラッキング)、自由行動下にテレメトリーシステムにて血圧測定を行う予定である。PET実験に関しては、セロトニントランスポーター(SERT)に加えて、新規セロトニン1A受容体アゴニストPETトレーサー[18F]F13714を用いた覚醒下PET実験を行い、基礎検討としてイソフルラン麻酔下実験と比較した。その結果イソフルラン麻酔下では海馬における結合能が上昇することが明らかとなった。
2.無麻酔下安静時fMRI撮像のため専用のMRIコイルを装着できる固定器を作成した。固定器への馴化の後、撮像検討に入る予定である。
3.組換えウイルスベクター二重感染を用いた受容体-チャンネルシステムによる回路特異的神経活動操作(DREADD)を行うため計画書申請を行った(申請中)。

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

昨年度達成した、環境要因によるコモンマーモセットのコミュニケーション障害モデル動物を用いて、その評価に学習効率や血圧変動の指標を加える準備が進んだ。新規PETトレーサーをモデル動物評価に用いるため、基礎検討を実施した。機能的神経ネットワーク解析は、マーモセットの覚醒下fMRI実験を行うための準備を開始した。新規MRI導入に際し撮像条件の基礎検討に時間を要し、マーモセットに特化した条件検討が遅れている。特定領域をターゲットとした介入実験は、DREADDによる特異的神経活動操作を行うための遺伝子操作実験の準備を開始した。

今後の研究の推進方策

コモンマーモセットの機能的神経ネットワークの同定、特定領域をターゲットとした介入実験を実施するためには、覚醒下fMRI撮像法およびDREADDによる特異的神経活動操作方法のより詳細な条件検討を進める必要がある。準備の進んでいるコミュニケーション障害モデル動物を用いた行動評価およびPET解析と並行して推進していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

新規MRI導入に際して撮像条件の基礎検討に時間を要し、マーモセットに特化した条件検討が遅れているため、覚醒下MRIの実施に際して必要な物品の購入が次年度に繰り越された。

次年度使用額の使用計画

覚醒下fMRI撮像法およびDREADDによる特異的神経活動操作方法の条件検討に必要な物品の購入は、コミュニケーション障害モデル動物を用いた行動評価およびPET解析に必要な物品購入と合わせて使用する計画である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Positron emission tomography imaging of the social brain of common marmosets.2015

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Yokoyama, Hirotaka Onoe
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 93 ページ: 82-90

    • DOI

      10.1016/j.neures.2014.12.006.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A voxel-based analysis of brain activity in high-order trigeminal pathway in the rat induced by cortical spreading depression.2015

    • 著者名/発表者名
      Cui Y, Toyoda H, Sako T, Onoe K, Hayashinaka E, Wada Y, Yokoyama C, Onoe H, Kataoka Y, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      NeuroImage

      巻: 108 ページ: 17-22

    • DOI

      10.1016/j.neuroimage.2014.12.047.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 動物モデルとしてのマーモセットの展望2014

    • 著者名/発表者名
      横山ちひろ
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 32 ページ: 952-953

  • [雑誌論文] Whole-brain imaging with single-cell resolution using chemical cocktails and computational analysis.2014

    • 著者名/発表者名
      Susaki EA, Tainaka K, Perrin D, Kishino F, Tawara T, Watanabe TM, Yokoyama C, Onoe H, Eguchi M, Yamaguchi S, Abe T, Kiyonari H, Shimizu Y, Miyawaki A, Yokota H, Ueda HR.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 157 ページ: 726-739

    • DOI

      10.1016/j.cell.2014.03.042.

    • 査読あり
  • [学会発表] コモンマーモセットの示す向社会行動と脳内セロトニン神経伝達との関連性2014

    • 著者名/発表者名
      横山ちひろ, 川崎章弘, 武田千穂, 尾上浩隆
    • 学会等名
      日本人間行動進化学会 第7回大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2014-11-30
  • [学会発表] Molecular imaging of the marmoset brain by positron emission tomography (PET).2014

    • 著者名/発表者名
      Chihiro YOKOYAMA
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-19
  • [学会発表] 社会環境要因による社会行動および脳内セロトニン神経伝達への影響:発達期コモンマーモセットを用いたPET研究2014

    • 著者名/発表者名
      横山ちひろ, 川崎章弘, 武田千穂, 尾上浩隆.
    • 学会等名
      第4回社会神経科学研究会
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2014-10-30
  • [学会発表] 5-HT1A receptor mapping in the marmoset brain: PET study with an agonist radiotracer 18F-F13714 under conscious and isoflurane anesthetic conditions.2014

    • 著者名/発表者名
      Chihiro YOKOYAMA, Akihiro KAWASAKI, Aya MAWATARI, Hisashi DOI, Luc Zimmer, Hirotaka ONOE.
    • 学会等名
      27th Annual EANM Congress
    • 発表場所
      Gothenburg. Sweden
    • 年月日
      2014-10-21
  • [学会発表] 早期養育環境が社会行動へ及ぼす影響と脳内セロトニン神経伝達との関連性:コモンマーモセットを用いたPET研究2014

    • 著者名/発表者名
      横山ちひろ, 川崎章弘, 武田千穂, 尾上浩隆
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-13

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公開日: 2016-06-01  

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