Functional organization of the cerebro-ponto-cerebellar system in the cognitive behavioral control

脑桥小脑系统在认知行为控制中的功能组织

基本信息

  • 批准号:
    21F21107
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-28 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

橋核などが中継する大脳から小脳への神経投射は、運動制御の他に認知機能にも関わり、小脳障害により自閉スペクトラム症や認知行動機能障害が発生する基盤である。本研究は、橋核の区画構造と橋核を経由する大脳から小脳への部位対応的投射の構築の原則を明らかにして、大脳から小脳の投射様式を解明することを主目的とした。外国人特別研究員の指導のもとで1名の大学院学生がマウス橋核への両方向性トレーサーの注入による部位対応性投射解析の実験を始め、2022年度にこの学生が実験と解析を継続しデータをまとめて論文を発表した。大脳の連合野・辺縁系を含む多くの領域が橋核の吻側・内側を経由して、小脳の非運動機能に関わる小葉へ投射していること、視覚野と聴覚野は橋核の外側を経由し、運動野と体性感覚野は橋核の中央と尾側を経由することなどが判明した。橋核に大脳の機能局在を再現する平行投射的な部位対応関係があり、さらに、発散・収束の両者の特色を持つ橋小脳投射によって大脳の機能局在が小脳の機能局在に変換されることも明らかとなった。これらは、大脳小脳連関に機能局在がどのように表現されているかをということに関して新しい理解を提案するものである。大脳から小脳への投射に見られるような小脳の入力投射の部位対応性の形成メカニズムが、小脳の機能局在形成のための重要な問題として認識されてきた。それの一つの可能性として、ニューロンが生まれるときの(神経幹細胞が最終分裂して神経細胞になるときの)時期が関連していることが考えられる。神経細胞を生まれた時期依存的に標識するG2Aマウスを利用して、小脳への中継核の一つである下オリーブ核から小脳プルキンエ細胞への登上線維投射に関する解析を進め、生まれる順序が主として逆になる関係で部位対応性が作られているという予想外のメカニズムが判明し、外国人特別研究員らが論文として発表した。
由脑桥核传递的从大脑到小脑的神经投射不仅涉及运动控制,还涉及认知功能,是自闭症谱系障碍和小脑疾病引起的认知行为功能障碍的基础。本研究的主要目的是通过阐明脑桥核的区室结构以及从大脑通过脑桥核到小脑的基于区域的投影的构建原理来阐明从大脑到小脑的投影模式。在一位国外特约研究员的指导下,一名研究生开始了通过向小鼠脑桥核注射双向示踪剂进行基于区域的投影分析的实验,并且在2022年,该学生将继续实验和分析并收集数据。结果并发表论文。包括大脑联合皮层和边缘系统在内的许多区域通过脑桥核的头侧和内侧投射到涉及小脑非运动功能的小叶,视觉皮层和听觉皮层投射到与非运动功能相关的小叶。 -脑桥核的运动功能 发现运动皮层和体感皮层穿过脑桥核的中心和尾部。脑桥核具有类似平行投影的区域对应,再现了大脑的功能定位,此外,具有发散和收敛特征的脑桥小脑投影将大脑的功能定位转换为小脑的功能定位。还清楚地表明这些发现表明对大脑-小脑连接中功能定位如何表达有了新的认识。小脑输入投射区域对应的形成机制,如从大脑到小脑的投射,已被认为是小脑功能定位形成的重要问题。一种可能性是神经元诞生的时间(神经干细胞进行最终分裂并成为神经细胞时)是相关的。使用以时间依赖性方式标记神经元的 G2A 小鼠,我们对从下橄榄核(小脑的中继核之一)到小脑浦肯野细胞的攀爬纤维投射进行了分析,在该位点发现了意想不到的机制。对应关系是通过逆关系建立的,国外专门研究人员在论文中发表了这一点。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Specific lobular and stripe topography in the mouse lateral cerebellar nucleus.
小鼠小脑外侧核的特定小叶和条纹地形。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Owusu Mensah RNA; Sarpong GA; Luo Y; Sugihara I
  • 通讯作者:
    Sugihara I
Neurogenic timing of the inferior olive subdivisions is related to the olivocerebellar projection topography
下橄榄部分的神经源性时间与橄榄小脑投影地形有关
  • DOI:
    10.1038/s41598-023-33497-1
  • 发表时间:
    2023-05-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Luo, Yuanjun;Chao, Yuhan;Owusu-Mensah, Richard Nana Abankwah;Zhang, Jingyun;Hirata, Tatsumi;Sugihara, Izumi
  • 通讯作者:
    Sugihara, Izumi
Neurogenic timing of the inferior olive subdivisions is related to the olivocerebellar projection topography
下橄榄部分的神经源性时间与橄榄小脑投影地形有关
  • DOI:
    10.1038/s41598-023-33497-1
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Luo Yuanjun;Chao Yuhan;Owusu;Zhang Jingyun;Hirata Tatsumi;Sugihara Izumi
  • 通讯作者:
    Sugihara Izumi
The Olivocerebellar Tract. in: Gruol DL. Et al. Ed Essentials of Cerebellum and Cerebellar Disorders. A Primer For Graduate Students. 2nd Ed.
橄榄小脑束。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Luo Y; Sugihara I
  • 通讯作者:
    Sugihara I
東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 システム神経生理学分野
东京医科齿科大学医学齿科研究生院系统神经生理学系
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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    杉原 泉
  • 通讯作者:
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