マカク属サルfMRIによる高次脳機能制御の全脳マッピングと神経回路の因果的証明

使用猕猴功能磁共振成像进行高级大脑功能控制的全脑绘图和神经回路的因果证明

• 批准号: 20KK0189
• 负责人: 肥後 剛康
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0189/
• 关键词: fMRI; 霊長類; 高次脳機能; 神経回路操作; サルfMRI; 前頭前野

ヒトを含む霊長類は、「推測」や「意思決定」いった高次脳機能を有することで複雑な環境に対応している。これら脳機能は、顕著に発達した大脳内の神経ネットワークによって制御されると考えられているが、その詳細は不明な点が多く、生命科学における最重要課題の１つとなっている。この問題解決には、(1) 巨大な大脳内での重要な領域の同定(全脳マッピング)と(2)同定した脳部位間の神経ネットワークの重要性を因果的に証明する作業が必須である。しかし、ヒトでは技術的かつ倫理的制限のため、これらの検証が極めて困難な状況にある。本研究目的は、霊長類高次認知機能の制御メカニズムの因果的証明であり、研究当初は以下の２点から構成された。(1)日本国内において実現不可能なマカクザルfMRIによる全脳マッピングを英国オックスフォード大学と連携することで遂行し、高次脳機能「推測」と「意思決定」制御の責任脳部位を同定する(2) 同定された脳部位間ネットワークへ申請者が独自に開発した神経遮断遺伝子発現系を導入し、ネットワークの重要性を因果的に証明する。しかし、世界的COVID19感染状況下における移動制限により、(1)の遂行に大幅な遅延が発生したため、まずは本邦においてヒトfMRIを行い、同定された高次脳機能制御の責任部位と同等領域をマカクザルにおいて定位する方針に変更した。ヒトfMRI実験は順調に遂行され、良好な成果が得られており、現在、マカクザル脳での相同領域を定位中である。

包括人类在内的精神具有更高的大脑功能，例如“猜测”和“决策”，以应对复杂的环境。这些大脑功能被认为是由大脑中出现的神经网络控制的，但它们的细节通常是未知的，并且是生命科学中最重要的问题之一。为了解决这个问题，必须证明（1）巨大大脑（整个大脑映射）和（2）确定的神经网络的重要区域之间的神经网络的重要性。但是，在人类中，由于技术和道德限制，很难验证这些验证。这项研究的目的是因果证明高拖车的认知功能的控制机制，在研究开始时，它由以下两个点组成。 （1）在日本未实现的Macusal FMRI的整个大脑映射是通过与英国的牛津大学合作进行的，并确定了高脑功能和“决策”控制（2）的负责人的大脑）申请人引入了由申请人开发的神经块遗传表达系统，从而导致网络的重要性。但是，由于全球Covid19感染情况下的运动的限制，执行（1）发生了重大延迟。人类功能磁共振成像实验的进行得很顺利，取得了良好的结果，目前位于宏观大脑的局部。