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2016 年度 実績報告書

安静時脳活動が関わる内的な心的過程を神経活動と神経伝達物質の動態から探る

研究課題

研究課題/領域番号 26540073
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

渡辺 正孝  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, 特任研究員 (50092383)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード認知科学 / デフォルト脳部位 / 実行系脳部位 / 遅延反応 / 競争的シューティングゲーム / ローカルフィールドポテンシャル / マイクロダイアリシス
研究実績の概要

サルに認知課題を訓練し、サルが課題を行っているときと、何もしていない安静時において、課題遂行時に活動性が高い実行系脳部位と、安静時に活動性が高いデフォルト脳部位の両方でマイクロダイアリシス法による神経伝達物質の動態を調べる研究を行うとともに、深部電極によるローカル・フィールドポテンシャル(LFP)の記録・分析を行った。
マイクロダイアリシス実験では、サルに実行系に負荷の大きい認知課題である「遅延反応課題」を訓練した。その結果、課題遂行時には実行系部位(前頭連合野背外側部と運動に関係する運動前野)において神経伝達物質ドーパミンが有意に増加したのに対し、デフォルト脳部位(前頭連合野内側部)ではドーパミンは有意な減少を示した。一方、グルタメートは課題遂行時において、実行系部位でもデフォルト脳部位でも有意な変化は示さなかった。

ローカルフィールドポテンシャル(LFP)の記録実験では、サルにあらかじめ2種類の課題を訓練した。一つは上記した「遅延反応課題」であり、もうひとつは「競争的シューティングゲーム課題」である。この課題は、2頭のサルがお互いに弾を打ち合い、先に相手の陣地に打ち込む(相手に勝つ)ことにより報酬が得られるものである。サルは相手のサルより早く正確に当てるように努力することから「社会的相互作用」に関係する課題である。深部電極を実行系部位としては前頭連合野外側部に、デフォルト部位としては前頭連合野内側部、前帯状皮質、後帯状皮質、楔前部に挿入した。脳波成分として、特に認知機能に関係の深いγ(ガンマ)波に注目して分析したところ、遅延反応課題では実行系部位でγ波成分が増加したのに対し、安静時にはデフォルト部位でγ成分の増加が見られた。社会性課題時ではどちらの部位でも中間的な値のγ成分値が得られ、この課題には実行系とデフォルト系の両方の脳部位が関わっていることが示唆された。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 注意、学習、社会的機能2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊 正孝
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 69 ページ: 347-354

  • [雑誌論文] Oral Administration of Methylphenidate (Ritalin) Affects Dopamine Release Differentially Between the Prefrontal Cortex and Striatum: A Microdialysis Study in the Monkey2017

    • 著者名/発表者名
      Kodama T, Kojima T, Honda Y, Hosokawa T, Tsutsui K and Watanabe M
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 37 ページ: 2387-2394

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2155-16.2017

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 前頭連合野の情動・動機づけ機能2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊 正孝
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 68 ページ: 1291-1299

  • [学会発表] Marmoset as a primate sleep research model animal2016

    • 著者名/発表者名
      Kodama T, Honda Y, Takaku S, Takahara D, Honda M, Watanabe M
    • 学会等名
      23rd Congress of the European Sleep Research Society
    • 発表場所
      Palazzo della Cultura e die Congress, Bologna, Italy
    • 年月日
      2016-09-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Dopamine release in the prefrontal cortex increases in the dorsolateral (executive) area and decreases in the medial (default mode) area during the working memory task in the monkey - in vivo microdialysis studies2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M, Kojima T, Honda Y, Tsutsui K and Kodama T
    • 学会等名
      Dopamine 2016
    • 発表場所
      Campus of the University of Vienna and Brain Research Institute, Medical University of Vienna Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Face-to-face social interactions between two individuals probed by hyperscanning, neuronal recording, and neuroendocrinological approaches (symposium on "New Horizons in Cognitive Neuroscience")2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M
    • 学会等名
      31st International Congress of Psychology
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県 横浜市
    • 年月日
      2016-07-26
    • 国際学会
  • [学会発表] デフォルト脳活動と認知機能(シンポジュウム「デフォルト脳活動」)2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M
    • 学会等名
      日本睡眠学会 第41回定期学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル、東京都 新宿区
    • 年月日
      2016-07-07
    • 招待講演
  • [図書] Interaction of dopamine and glutamate release in the primate prefrontal cortex in relation to working memory and reward. (in "The Prefrontal cortex as an executive, emotional and social brain" edited by Watanabe M)2017

    • 著者名/発表者名
      Kodama T and Watanabe M
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Default mode of brain activity observed in the lateral, medial and orbital prefrontal cortex in the monkey. (in "The Prefrontal cortex as an executive, emotional and social brain" edited by Watanabe M)2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe M
    • 総ページ数
      16
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 認知作用薬の使用・開発に重要なインパクトを与えるリタリンの作用機序の解明

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/topics/2017/0202-2.html

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公開日: 2018-01-16  

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