線条体の柔軟な神経活動を制御するメカニズムの解明

阐明控制纹状体灵活神经活动的机制

• 批准号: 21K06418
• 负责人: 岡田 研一
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06418/
• 关键词: 行動決定; 線条体; 大脳基底核ループ; 霊長類; 眼球運動

線条体の神経活動が大脳皮質－基底核ネットワークの機能結合の素早い変化によって動的に制御されているとの仮説を検証すべく、研究を行なっている。初年度の成果として、短い時間スケールでの状況適応的な行動として試行毎に示される指示（CUE）に従って覚醒サルに眼球運動課題を行わせた際に、線条体LFPのβ成分の強さが試行毎のルールに応じて変化することを確認しており、これは大脳皮質－基底核ネットワークの状態変化を反映していると考えられる。課題遂行中の大脳皮質－基底核ネットワークの機能結合を調べるために、補足眼野を同心円型双極電極を用いて局所的に刺激し、線条体の神経活動・刺激応答をタングステン電極または多点電極で記録した。補足眼野への微小電流刺激により、線条体LFPの刺激誘発応答と短潜時の刺激誘発スパイクを再現性よく記録することができた。刺激直後の誘発応答の大きさはその後の誘発スパイクの有無と関係しており、線条体への入力を反映するものと思われた。そこで誘発応答の大きさを大脳皮質－基底核ネットワークの機能結合の指標とし課題中の変化を調べたところ、課題遂行中には試行間インターバルに比べて誘発応答が大きかった。また、課題中の詳細な時間変化を調べると、誘発応答は CUEの呈示直後に最も大きかった。これらの結果は、課題遂行中の数秒程度の時間スケールでの機能結合変化を反映しているものと考えられる。また、刺激誘発スパイクの起こりやすさにネットワーク状態が関係していることを見出した。ネットワーク状態の指標として刺激時のβ成分の強さや位相と誘発スパイクとの関係を調べたところ、特定の位相での刺激は誘発スパイクを引き起こしやすく、またその関係はβ成分がある程度の強さを持つ時にだけ見られることがわかった。

我们正在进行研究来验证这样的假设：纹状体中的神经元活动是由大脑皮层和基底神经节网络功能连接的快速变化动态控制的。作为第一年的结果，我们研究了当清醒的猴子被要求根据逐次试验（CUE）呈现的线索执行眼球运动任务时纹状体 LFP 的 β 成分的强度，作为上下文自适应行为已经证实，这种变化会根据每次试验的规则而发生变化，这被认为反映了大脑皮层-基底神经节网络状态的变化。为了研究任务执行过程中大脑皮层-基底神经节网络的功能连接，使用同心双极电极对辅助眼野进行局部刺激，并使用钨电极或多点测量纹状体中的神经活动和刺激反应。用电极记录。通过辅助眼场的微电流刺激，我们能够重复记录纹状体 LFP 的刺激诱发反应和短潜伏期刺激诱发的尖峰。刺激后立即诱发反应的幅度与随后诱发的尖峰的存在或不存在有关，并且似乎反映了对纹状体的输入。因此，我们使用诱发反应的大小作为大脑皮层-基底神经节网络功能连接的指标，并研究任务期间的变化。我们发现，与间歇期相比，任务期间的诱发反应更大。此外，当检查任务期间的详细时间变化时，诱发反​​应在提示出现后立即达到最大。这些结果被认为反映了任务执行过程中几秒时间范围内功能连接的变化。我们还发现网络状态与刺激引起的峰值的可能性有关。当检查刺激过程中β分量的强度和相位与诱发尖峰之间的关系作为网络状态的指标时，我们发现特定相位的刺激更有可能引起诱发尖峰，并且这种关系表明β分量原来有一定的实力，只有握着才能看到。

项目成果

Rapid changes in the efficacy of corticostriatal signal transmission during adaptive behavior in monkeys（ポスター発表）

猴子适应性行为期间皮质纹状体信号传递功效的快速变化（海报展示）

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡田研一;田中真樹
• 通讯作者: 田中真樹

Efficacy of corticostriatal signaling changes rapidly during adaptive behavior in monkeys（ポスター発表）

猴子适应性行为期间皮质纹状体信号传导的功效迅速变化（海报展示）

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡田研一;田中真樹
• 通讯作者: 田中真樹

Rapid changes in cortico-striatal signal transmission during adaptive behavior in monkeys（ポスター発表）

猴子适应性行为期间皮质纹状体信号传输的快速变化（海报展示）

• 发表时间: 2023
• 作者: 岡田研一;田中真樹
• 通讯作者: 田中真樹