運動発現を担う大脳皮質・基底核ニューロンの機能的および形態学的同定

负责运动表达的大脑皮层和基底神经节神经元的功能和形态学鉴定

基本信息

批准号：
20019035
负责人：
礒村宜和
金额：
$ 3.9万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20019035/
关键词：
神経生理学ラット大脳皮質運動野神経細胞

项目摘要

本研究計画では、ラットの運動皮質と線条体における運動情報と報酬情報の統合の過程を細胞型レベルで調べることを目指した。これまでに独自開発したレバー押しの運動課題の自動訓練装置(特許出願中)を活用し、脳定位固定状態の覚醒ラットに報酬交替性の前肢自発運動課題を約2週間で効率よく学習させた。そして、前肢の自発運動を発現中に、一次運動野が投射する線条体背外側部の単一神経細胞の発火活動を傍細胞記録法で観察するとともに、一次あるいは二次運動野に16チャンネルのシリコンプローブを挿入して多数の神経細胞の発火活動もマルチユニット記録法により計測した。傍細胞記録した線条体細胞は、ドーパミンD1受容体のmRNAの発現をin situハイブリダイゼーション法により検出するとともに、オピオイドμ受容体に対する免疫組織染色により線条体のパッチ・マトリックス構造への帰属を判定した。現在までに、60頭を超えるラットに運動訓練を施し、運動および報酬予測・獲得に関連する発火活動を示す多数の線条体細胞を記録し同定することに成功しており、そのなかには大脳基底核の直接路として黒質網様部などへ投射すると考えられるD1陽性の中型有棘細胞や、間接路として淡蒼球へ投射すると考えられるD1陰性の中型有棘細胞や、高頻度で発火するアセチルコリン作動性と考えられる介在細胞などが含まれていた。また、記録した細胞のほとんどがマトリックスに分布していた。さらに、マルチユニット活動データを含めた詳細な解析を加え、運動情報と報酬情報を統合する大脳皮質一基底核連関の仕組みを明らかにした。

该研究计划旨在研究电动机皮层中电动机和奖励信息在细胞类型水平上的整合过程。到目前为止，我们已经开发了自动杠杆电机任务训练设备（专利待处理），我们已经有效地训练了在大约两周内的立体定向状态下的立体定向状态下的奖励前肢运动任务。虽然表现出前肢的运动运动，但使用偏细胞记录方法观察到了由主要运动皮层预测的纹状体的单个神经元的发射活性，并使用16通道的硅探针插入了许多Neurit射击活性，并插入了16频道的硅探针，以插入了许多Neurit射击活性。通过原位杂交检测到细胞细胞记录的纹状体细胞，用于多巴胺D1受体的mRNA表达，并通过免疫组织化学染色来确定阿片类药物受体的免疫组织化学染色确定它们与纹状体贴片矩阵结构。 To date, over 60 rats have been trained to exercise and have successfully recorded and identified a large number of striatal cells that exhibit firing activity related to exercise and reward prediction and acquisition, including D1-positive medium-squamous cells that are thought to project into the substantia nigra reticulum as a direct tract of the basal ganglia, D1-negative medium-squamous cells that are thought to project into the globus pallidus as an间接道和介入的细胞被认为是乙酰胆碱能，被认为是高频发射的。此外，大多数记录的细胞分布在基质中。此外，添加了包括多单位活动数据在内的详细分析，以阐明整合运动信息和奖励信息的皮质基底神经节链接的机制。