2019 Fiscal Year Annual Research Report
Neurobehavioral study for a vocal communication disorder, stuttering, using songbirds
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17K19629
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
和多 和宏 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70451408)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / コミュニケーション障害 / 時系列制御 / 介在ニューロン / ソングバード / 発声学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発話コミュニケーション障害「吃音」の動物モデルを用いた吃音様の音声繰り返し異常の神経メカニズムの解明を目標に研究を行った。神経回路・細胞・遺伝子レベルで、吃音発症の原因解明を目指し、発声学習時の大脳基底核ループ経路から発声運動制御経路への出力異常にあるとする『大脳基底核ループ機能異常』仮説を実験的に検証すべく、音声発声学習能をもつ鳴禽類ソングバードを実験動物モデルとして用いて研究を進めた。細胞タイプ特異的プロモータによるアデノ随伴ウイルス（AAV)発現系とCre-Flexシステムによる選択的な神経細胞の遺伝子発現操作技術を用いた研究を実施した。特に介在ニューロン特異的なDlxプロモータによるGABAergic interneuronに限定した遺伝子発現制御が可能し、介在ニューロン特異的なアポトーシスを誘導することに成功した。その結果、正常な歌の学習を終えた成鳥においても、繰り返し音素の異常増加が誘導された。これに対して、pan-cell typeプロモータのCMVプロモーターを用いた同様の実験を施行しても、音素繰り返しの軽微な増加が観察されたのみであった。これは大脳基底核内の細胞タイプ特異的な機能異常による運動パターンの時系列制御の困難さが誘導されるとする『大脳基底核ループ機能異常』仮説を強くサポートする結果である。また、鳥類と哺乳類で保存された神経回路における機能異常と考えることができる。現在さらに発声学習臨界期前の幼若個体に介在ニューロン特異的な細胞死を誘導し、その後の発声学習発達への影響を検証する実験を進めている。
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[Presentation] Transcriptional regulatory divergence underpinning species-specific learned vocalization in songbirds2019
Author(s)
Hongdi Wang, Azusa Sawai, Noriyuki Toji, Rintaro Sugioka, Yukino Shibata, Yuika Suzuki, Yu Ji, Shin Hayase, Satoru Akama, Jun Sese, Kazuhiro Wada
Organizer
Society for Neuroscience meeting
Int'l Joint Research
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