線条体の柔軟な神経活動を制御するメカニズムの解明

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。

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。