Functional role of the basal ganglia and cerebellum in controlling voluntary movements

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06933
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46030:Function of nervous system-related
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: Chiken Satomi 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (30396262)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 大脳基底核 / 小脳 / 視床 / 神経活動 / パーキンソン病 / マカクサル

Outline of Final Research Achievements

The basal ganglia and cerebellum play an important role in controlling voluntary movements. To understand how these brain areas control body movements, we recorded neuronal activity in the monkey model of Parkinson’s disease (PD).
Abnormal information flow through the cortico-basal ganglia pathways was observed in PD monkeys. In particular, disturbance in information flow through the “direct pathway” is responsible for akinesia in PD. Abnormal activity in the cerebellum was also observed in PD monkeys. Neurons in the cerebellar dentate nucleus exhibited oscillatory activity with the same frequency as hand shaking. The results suggest that abnormal cerebellar activity is involved in PD tremor.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

パーキンソン病は人口千人あたり１人、６０歳以上では百人あたり１人と有病率が高く、超高齢社会を迎えた日本においては大きな医療・社会問題となっている。パーキンソン病では、大脳皮質－大脳基底核路のうち「直接路」を介する情報伝達が減弱していることが、無動の症状発現に寄与し、情報伝達を回復させると症状が改善することを明らかにした。これらのことから、「直接路」を通る情報伝達を回復させることによって効果的にパーキンソン病を治療できると考えられ、より良い治療法の開発につながると考えられる。