| 研究課題/領域番号 |
25780453
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
中山 義久 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 研究員 (30585906)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 高次運動野 / 帯状皮質運動野 / 補足運動野 / 前頭葉 |
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| 研究概要 |
左右の手を適切な順序で用いる行動は極めて基本的なものであるが、どのような神経細胞のネットワークがこの行動を実現させているのかは明らかではない。本研究課題では、複数細胞を同時に記録することが可能な多点電極を用いて、「左右の手の使い分け」と「複数動作の順序制御」が、どのような細胞間の相互作用によって実現されているのか明らかにすることを目的とする。実験課題として、左手のみ、右手のみ、あるいは両手で当時にボタンを押すことを１回もしくは２回連続で実行させる課題を用いて、細胞間ネットワークを検討する。当該年度においては、上記の課題を作成し２頭のサルに学習させた。行動課題の訓練が完了した後に、外科的手術を施した。その後、前頭葉内の高次運動野の内側面にある補足運動野および帯状皮質運動野後部より、多点電極を用いて細胞活動の記録を行った。当該年度は、左手または右手のみでボタン押しを１回だけ行う試行のみについて、補足運動野と帯状皮質運動野後部の細胞活動の特徴の比較を行った。各細胞をその活動のパターンに基づいて、① 同側の手の運動を表現するもの、② 反対側の手の運動を表現するもの、③ 同側と反対側両方の手の運動を表現するものに分類した。その結果、以下の点が明らかとなった。① 補足運動野の細胞は同側の手よりも反対側の手の運動を反映する細胞が多い、② 帯状皮質運動野後部の細胞は同側の手の運動と反対側の手の運動を反映する細胞の数が同程度存在する。さらに、多点電極によって同時に記録された細胞の空間的な分布を検討した結果、補足運動野はそれぞれ同タイプの細胞が近くに分布し集団を形成していた。一方、帯状皮質運動野後部はそれぞれのタイプの細胞はバラバラに分布していることが明らかとなった。これらの結果は、帯状皮質運動野後部の細胞表現は、同側と反対側の手の運動を機能的および構造的に平衡していることを示唆する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までに、左手・右手・両手によるボタン押しを1回もしくは2回連続で実行させる行動課題を作成し、２頭のサルへの学習が完了し外科的手術を施した。そして、前頭葉の高次運動野の内側部より細胞活動を記録した。当該年度は、左手または右手のみでボタン押しを１回だけ行う試行に限定して、補足運動野と帯状皮質運動野後部の細胞活動の特徴の比較を行った結果、① 補足運動野の細胞は同側の手よりも反対側の手の運動を反映する細胞が多い、② 帯状皮質運動野後部の細胞は同側の手の運動と反対側の手の運動を反映する細胞の数が同程度存在する、ということが明らかとなった。さらに、多点電極によって同時に記録された細胞の空間的な分布を検討した結果、補足運動野は同側、反対側、両側の手の運動を反映する細胞について、それぞれ同タイプの細胞が近くに分布し集団を形成していた。一方、帯状皮質運動野後部はそれぞれのタイプの細胞はバラバラに分布していることが明らかとなった。以上のような、非常に興味深い結果を得ることができた。現在、専門誌への投稿に向けて準備を行っている。それぞれの領野の細胞活動の特性と、複数の細胞間の空間的な分布を検討することができたため、現時点では研究の目的はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
２年目以降も計画通り、細胞活動の記録を継続する。補足運動野および帯状皮質運動野後部からの記録が終了次第、一次運動野の細胞活動の記録を開始する。また細胞活動の記録と同時に、局所フィールド電位の記録も行う。並行して、左手、右手、両手の運動、さらにそれぞれの運動を組み合わせた順序制御に関わる細胞活動の解析を行う。単一細胞の活動の解析と同時に、単一細胞間の選択性の関係や発火パターンの関係の検討、さらに局所フィールド電位の解析を行うことにより、両手を用いた複数動作の順序制御の神経機構を多面的に検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
実験の進行過程で新たな知見を得たことにより、予定より早い時期に投稿論文としてまとめる必要が生じた。専門誌への投稿に関わる費用を支出する必要が生じた。
平成26年度に専門誌への投稿に関わる費用、学会参加の費用、また実験の進行に伴い必要となる消耗品の購入を行う予定である。
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