Neuronal circuit basis for non-motor function of the cerebellum

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ヒト小脳で巨大な体積を占める後葉半球部の小葉（第I脚、第II脚）は、臨床症状や画像解析から、体性運動機能よりも非運動機能に関与することが知られている。このことの神経回路基盤を理解することが重要であるが、そのためにマウスモデルを用いて研究する場合、動物間の小葉の相同性が問題となる。多彩な研究方法を利用できる齧歯類の小脳においては、半球部中央の第I脚と命名された１つの小葉のみがヒトの第I脚・第II脚に相当することをわれわれはこれまでに明らかにした。それに基づき、マウスを用いて、精緻な手法（単一軸索投射解析、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析、マウス行動解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析）による系統的解析を行い、小脳の非運動機能の神経回路基盤を解明するのが本研究の目的である。単一軸索投射解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析を大学院生で分担し進展中である。それらの解析のなかで、2022年度には、大脳から橋核を経由して小脳へ至る大脳小脳連関の部位対応的投射の構築の原則を解明した。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、視覚野と聴覚野は橋核の外側を経由し、島皮質は橋核の外側を経由し、いずれも小脳の第I脚、第VIbc-VII小葉、および傍片葉に主として投射し、小脳の非運動機能の基盤になっていることが判明した。一方、大脳の運動野と体性感覚野は橋核の中央と尾側を経由して小脳のそれ以外の小葉に投射することが判明した。小脳の第I脚は、小脳核の腹側に特異的に投射することも判明した。以上のように、小脳の非運動機能の神経回路基盤に関して新しい知見を得ることができた。