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

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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。