視覚行動連合に基づく行動制御における高次運動野と大脳基底核の機能連関

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26290012
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 星 英司 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳研究分野, 副参事研究員 (50407681)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: システム神経科学 / 意思決定 / 記憶 / 認知 / 行動 / 運動

Outline of Annual Research Achievements

２つのテーマからなる研究を実施した。第一に、視覚情報に基づいて適切な行動を行う過程に関与する前頭葉の神経メカニズムを解析した。特に、１．視覚と行動の連合に基づいて行動を選択するメカニズム、２．選択された行動を準備状態として保持するメカニズム、３．行動選択を準備状態へ受け渡すメカニズム、そして、４．準備状態の動作を適切に発現するメカニズムに注目した。前頭連合野における細胞活動に加えて局所場電位の解析を行った。その結果、局所場電位の高周波成分は細胞活動に類似した情報表現を持っていることが明らかとなった。さらに、局所場電位の低周波成分は高周波成分や細胞活動とは情報表現が異なることが明らかとなった。解析を進めたところ、低周波成分は記録部位への入力を反映していると考えられた。細胞活動は出力を反映するとみなせることから、以上の結果は、細胞活動と局所場電位の解析を併用することにより、局所の入力と出力を視野に入れてよりダイナミックに情報処理機構を解析できることを示唆した。
第二に、こうした神経活動の解析に加えて、神経回路操作のための技術開発を行った。ウイルスベクターを脳の局所に注入し、ある特定の薬剤に応答する受容体分子をその部位の神経細胞の軸索終末に発現させた。その後、その薬剤を神経終末の投射がある脳部位に微量注入したところ、その経路特異的な行動障害を誘発することに成功した。
こうした一連の成果は、神経回路メカニズムを操作し、入出力関係を考慮して機能解析することを可能とした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

神経回路機構をより深く解析するための新しい技術開発に成功した

Strategy for Future Research Activity

本研究で得られた成果を応用して様々な認知運動メカニズムの解析を進める。新しい発展として、得られた成果を精神神経疾患の病態解明へとつなげる。

Causes of Carryover

研究が予想以上に進展し、平成２９年度も引き続き解析を進めることとなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験消耗品の購入に使用する。