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2016 年度 実績報告書

放射線定位照射による脳疾患モデルを用いた脳機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 26560454
研究機関北海道大学

研究代表者

田中 真樹  北海道大学, 医学研究科, 教授 (90301887)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード深部照射 / 脳疾患モデル / 機能脱落 / 行動評価 / 事象関連電位 / 化学遺伝学 / 小脳 / 霊長類
研究実績の概要

脳の損傷例を対象にした神経心理学研究や、脳の一部を可逆的・不可逆的に障害した実験動物の行動解析は、脳の機能を知るための最も基本的かつ重要な研究手法である。しかし、臨床的にみられる比較的広範な障害を脳深部に作成することは技術的に困難である。本研究では、がんの治療に用いられているX線定位照射装置を利用して、ヒトと相同の脳をもつマカクザルの脳の特定部位に破壊巣を作成することを試みた。
平成27年度にこれまでに照射を行った個体のデータの一部についてまとめた論文を発表した。同年に施設の増改築工事があり、新たな照射を行うことができなかったため、先の論文の査読過程で解析の不備を指摘された病理所見について追加的な検討を行った。また、脳の局所障害の評価に用いるための行動課題の開発と硬膜外電極の埋設を行った。行動課題としては、同期的眼球運動や新しい小脳学習パラダイムなどを開発し、一部は学会等で発表した。また、サルとヒトの頭皮上から逸脱刺激に対する誘発電位を記録することに成功した。これらは皮質下の障害によって変化することが期待され、その評価に用いることができる。
最終年度の平成28年度は、これまでに開発を進めた行動課題と硬膜外電極を用いた実験を行うとともに、X線照射による障害モデルとの比較のため、化学遺伝学の手法をサルに適用するための技術開発を行った。共同研究を通じ、小脳外側にプルキンエ細胞特異的なL7プロモータ下にhM4受容体を発現するAAVベクターを注入し、CNO投与による影響を探った。その結果、行動上は非特異的な変化しか認められなかったが、その後の免疫組織学的検索により、4種類試行したうち、今後の研究で利用できそうなコンストラクトを特定できた。また、硬膜外電極を用いて安定してERP記録ができるようになり、これらを組み合わせた研究を今後進めることができる。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 国立衛生研究所(NIH)/ベイラー医科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      国立衛生研究所(NIH)/ベイラー医科大学
  • [雑誌論文] Facilitation of temporal prediction by electrical stimulation to the primate cerebellar nuclei.2017

    • 著者名/発表者名
      Uematsu, A., Ohmae, S. & Tanaka, M.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 346 ページ: 190-196

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neuroscience.2017.01.023

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cerebellar roles in self-timing for sub- and supra-second intervals.2017

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

      J. Neurosci.

      巻: 37 ページ: 3511-3522

    • DOI

      DOI:10.1523/JNEUROSCI.2221-16.2017

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Implications of lateral cerebellum in proactive control of saccades.2016

    • 著者名/発表者名
      Kunimatsu, J., Suzuki, T.W. & Tanaka, M.
    • 雑誌名

      J. Neurosci.

      巻: 36 ページ: 7066-7074

    • DOI

      DOI:10.1523/JNEUROSCI.0733-16.2016

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Striatal dopamine modulates timing of self-initiated saccades.2016

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

      Neuroscience

      巻: 337 ページ: 131-142

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neuroscience.2016.09.006

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation between pupil size and subjective passage of time in non-human primates.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, W.T., Kunimatsu, J. & Tanaka, M.
    • 雑誌名

      J. Neurosci.

      巻: 36 ページ: 11331-11337

    • DOI

      DOI:10.1523/JNEUROSCI.2533-16.2016

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Neural mechanism of temporal prediction in the primate brain.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      Neuroscience seminar, Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM)
    • 発表場所
      Universidad Nacional Autonoma de Mexico (UNAM)(Queretaro,Mexico)
    • 年月日
      2017-03-31 – 2017-03-31
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neuronal activity in the primate caudate nucleus during the prediction of periodic visual stimuli.2017

    • 著者名/発表者名
      Kameda M & Tanaka M.
    • 学会等名
      The 12th International Basal Ganglia Society Meeting (IBAGS2017)
    • 発表場所
      Fiesta Americana Merida(Merida, Mexico)
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillatory activity in the primate caudate nucleus correlates with different preparatory states in interval timing task.2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki WT & Tanaka M.
    • 学会等名
      The 12th International Basal Ganglia Society Meeting (IBAGS2017)
    • 発表場所
      Fiesta Americana Merida(Merida, Mexico)
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-27
    • 国際学会
  • [学会発表] Subcortical mechanism of self-timing.2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      The 12th International Basal Ganglia Society Meeting (IBAGS2017) Session 3: Neurophysiology and behavior in non-human primates
    • 発表場所
      Fiesta Americana Merida(Merida, Mexico)
    • 年月日
      2017-03-26 – 2017-03-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質下ループによる高次運動調節2017

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      平成28年度 京都大学霊長類研究所共同利用研究会「集団的フロネシスの発現と双発の解明を目指して」
    • 発表場所
      京都大学霊長類研究所(愛知県・犬山市)
    • 年月日
      2017-03-18 – 2017-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮質下ループによる時間情報処理2016

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      平成28年度生理研研究会「大脳皮質の機能原理を探る」
    • 発表場所
      生理学研究所(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation between pupil size and self-timed saccade latency in non-human primates.2016

    • 著者名/発表者名
      Suzuki TW., Kunimatsu J. & Tanaka M.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      SanDiego Convention Center (SanDiego,USA)
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal prediction signals in the cerebellar dentate nucleus are shaped by GABAergic inputs in behaving monkeys.2016

    • 著者名/発表者名
      Uematsu A. & Tanaka M.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 発表場所
      SanDiego Convention Center (SanDiego,USA)
    • 年月日
      2016-11-12 – 2016-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] 眼球運動で探る小脳の高次機能2016

    • 著者名/発表者名
      田中真樹
    • 学会等名
      第46回日本臨床神経生理学会 シンポジウム11「眼球運動の基礎と臨床」
    • 発表場所
      ホテルハマツ(福島県・郡山市)
    • 年月日
      2016-10-28 – 2016-10-28
    • 招待講演
  • [学会発表] サルとヒトの同期運動2016

    • 著者名/発表者名
      竹谷隆司、亀田将史、田中真樹
    • 学会等名
      平成28年度日本生理学会北海道地方会
    • 発表場所
      札幌医科大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-10
  • [学会発表] サル線条体の時間予測的な活動と運動制御における役割2016

    • 著者名/発表者名
      亀田将史、田中真樹
    • 学会等名
      平成28年度日本生理学会北海道地方会
    • 発表場所
      札幌医科大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-10
  • [学会発表] Purkinje cells provide temporally-specific sensory signals to the primate cerebellar nucleus.2016

    • 著者名/発表者名
      植松明子、田中真樹
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [学会発表] Neuronal correlates of temporal prediction in the primate striatum.2016

    • 著者名/発表者名
      亀田将史、田中真樹
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-22
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://niseiri.med.hokudai.ac.jp/

  • [備考] ScienceNews記事

    • URL

      https://www.sciencenews.org/article/eyes-offer-window-brains-timekeepers

  • [備考] Journal of Neuroscience誌 J Neurosci 37: 2806-2808

    • URL

      http://www.jneurosci.org/content/37/11/2806.long

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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