精緻な運動の企画・実行における小脳－視床－運動野多重経路の情報表現と機能の解明

阐明小脑-丘脑-运动皮层多通路在规划和执行复杂运动中的信息表示和功能

基本信息

批准号：
20J12547
负责人：
赤穗吏映
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

（１）課題実行中の2光子イメージング運動企画から実行までの行動を制御するために小脳が大脳皮質運動野の様々な領域にどのような信号を伝達するか解析することを目的に、前年度に続けてマウスの小脳→視床→大脳皮質運動野経路特異的に運動視床細胞にGCaMPを発現する個体を追加作製し、本研究用にLabviewで設計した運動課題である、音開始から一定時間後にレバーを引くと報酬が得られる「待ち時間付きレバー引き課題」実行中に小脳から運動野に送られる神経活動の2光子イメージングデータを追加した。前年度のデータで不足していた運動野3層の軸索活動データを主に取得し、これまでに取得した結果と併せて1層と3層の軸索活動パターンを比較した。各試行の行動結果と神経活動を対応させMATLABを用いて解析した結果、行動に特に影響していることが示唆される神経活動を見出した。（２）小脳神経活動抑制による行動変化運動企画における小脳の寄与について検証するため、抑制性神経伝達物質GABA作動薬であるムシモールを小脳核に局注し、待ち時間付きレバー引き課題実行中のレバー引き運動および運動開始時間への影響を個体数を増やして解析した。過去の報告から、小脳核神経活動抑制により運動障害を生じることが知られているため、ムシモールの濃度を調整し、レバー把持など課題実行に必要な運動に影響の少ない投与量とした。小脳核神経活動を抑制し行動の変化を解析することで、小脳核における各部位の運動企画に対する寄与を評価した。

(1) In order to analyze what signals the cerebellum transmits to various areas of the cerebellum cortical motor area in order to control the behavior from the cerebellum to the motor motor area to implement the cerebellum to the motor motor area, we created additional individuals that express GCaMP specifically in motor thalamic cells in mice, in the previous year, based on the cerebellum to thalamus to the cerebellum cortical motor区域路径，并在小脑期间从小脑发送到小脑期间从小脑发送到运动区域的两光子成像数据到运动区域，这是Labview设计为本研究设计的运动任务，当杠杆开始在声音开始之后，在杠杆时获得了奖励，从而获得了奖励。我们主要获得了电动区域三层的轴突活动数据，这些数据缺乏上一年的数据，并比较了第一层和第三层的轴突活动模式，以及到目前为止获得的结果。使用MATLAB的分析与每个试验和神经活动的行为结果相对应，揭示了神经活动，该神经活动被认为对行为有特殊影响。（2）为了验证小脑神经活性导致的小脑运动计划的贡献，肌菌酚是一种抑制性神经递质GABA激动剂，被局部注射到小脑核中，对杠杆拉力的影响以及对潜伏期的启动时间的影响，对潜伏期的启动时间进行了延长。已知先前的报道由于抑制小脑核神经活性而引起运动障碍，因此对粘二摩尔的浓度进行了调整以将剂量设置为剂量，而对诸如杠杆抓地的任务所需的运动影响很小。通过抑制小脑核神经活性并分析行为变化，我们评估了小脑核每个部分的运动计划的贡献。