2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K06529
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
石川 太郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (50547916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
志牟田 美佐 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (70609172)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 小脳 / 大脳小脳連関 / 光遺伝学 / オプトジェネティクス / 体性感覚 / 運動学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、皮質橋小脳路と皮質下オリーブ核小脳路という2つの重複する伝達経路を介した大脳小脳連関の機能的意義を明らかにすることを目的としている。前年度までにこれら2つの伝達経路が、大脳皮質から小脳へ体性感覚（触覚）の伝達に重要な役割を果たしていることを示した。計画2年目である2019年度においては、体性感覚だけでなく、何も刺激を与えられていない状態（default mode）での自発的な信号伝達にもこの経路が関与していることを、小脳顆粒細胞からのin vivoパッチクランプを用いて証明するデータを追加した。さらに、大脳皮質からの信号と、末梢感覚器から直接小脳に至る信号が、顆粒細胞の活動にどのような影響を与えるかを定量的な数理モデルを用いて検討した。これらの、結果をまとめて本プロジェクトの中間報告としての論文を作成することとし、論文をプレプリント公開した。この論文は現在、査読誌においてリバイス中である。さらに、麻酔下と覚醒状態での、大脳小脳連関の相異について探求した。これまでに、覚醒状態ではケタミン麻酔下に比べて、皮質橋小脳路の伝達が減弱していることを示すデータが得られていたが、新たに、皮質下オリーブ核小脳路（プルキンエ細胞の複雑スパイク）についても同様に伝達が減弱していることを示すデータが得られた。これらの結果から麻酔下と覚醒状態で大脳皮質の活動様式が異なることが小脳への信号伝達にも影響を与えていることが示唆され、小脳が関与する運動学習にこのような脳状態の違いが影響を与える可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度に得たデータに追試を加え、論文投稿に至った。さらに、覚醒状態のマウスにおいては大脳小脳連関の強度が減弱していることを示す、新たな興味深い知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題として、麻酔下と覚醒状態だけでなく、自然睡眠の状態で大脳小脳連関がどのような影響を受けるかという問題に取り組む必要がある。自然睡眠にはREMとnon-REMの状態があるため、これらを区別して取り扱う必要がある。また、これまで用いてきた光遺伝学的に大脳皮質を抑制できるマウスに加えて、新たに皮質橋小脳路と皮質下オリーブ核小脳路を独立に抑制できるマウスを導入し、各経路の機能を解明する。
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| Causes of Carryover |
購入予定であった実体顕微鏡が他の予算での購入が可能になったため、本予算において繰越額が生じた。しかし、次年度にはこれまで以上に多くの試薬と動物が必要になるため、繰越金をこれに充当する。
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