前頭連合野機能コラムのダイナミクスに対するモノアミン修飾作用の解明

阐明单胺修饰对额叶联合皮层功能柱动力学的影响

• 批准号: 15029202
• 负责人: 澤口 俊之
• 金额: $ 4.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15029202/
• 关键词: ワーキングメモリ; 前頭連合野; 機能コラム; ドーパミン; 脳スライス; 高速光学測定法; 膜電位感受性色素; セルアンサンブル; 前頭前野; ノルアドレナリン; 相互相関分析; マルチニューロン記録; イオントフォレシス

本研究では、前頭連合野機能コラムのダイナミクス(コラム内及びコラム間相互作用による情報処理過程)と、その活動に及ぼすモノアミンの修飾作用を、膜電位感受性色素を用いた高速光学測定法を用いて画像化・解析する。この光学測定法を用いて、どのような受容体がコラム内及びコラム間相互作用に、いかなる役割を持ちうるかを明らかにすることを目的とした。まず、サル前頭連合野の一部からスライス作成装置により脳スライス標本を作成し、光学測定法によって測定するin vitro系での実験を行った。特に、スライスを電気的に刺激した際に誘発されるコラム活動と、解剖学的なコラム構造に焦点をあて、そのダイナミクスを詳細に調べた。はじめに解剖学的な染色法によって解剖学的コラム構造を同定し、そのスライスを電気的に刺激し誘発されるコラム活動を光学的に調べることで、コラムの細胞構築学的構造とその活動ダイナミクスの対応付けを行った。その結果、コラム活動が解剖学的コラム構造を形成する遠心性出力ニューロン群を駆動することを明らかにした。次に、ダイナミックなコラム活動に対するモノアミン(特にドーパミン)の修飾作用に焦点を当てた。ドーパミンD1及びD2受容体を活性化するために、その受容体の促進薬を各々添加した際のコラム活動を光学測定法により可視化・解析した。その結果、D2受容体でなくD1受容体のみが隣接するコラムに影響を与えることなく、コラム内部でのみ、その活動を増強することを明らかにした。以上の結果は、前頭連合野の機能コラムが他の皮質領域と動的に相互作用し、ドーパミンD1受容体によりコラム内部で修飾を受けた情報処理結果が他の皮質へ出力されることを示唆する。このような前頭連合野機能コラムのダイナミクス(コラム内及びコラム間相互の情報処理過程)とドーパミンD1受容体による機能コラムの修飾作用は、前頭連合野の担う高次認知機能の基礎的、かつ、重要な神経メカニズムであると考えられる。

This study で は, front even a wild functional コ ラ ム の ダ イ ナ ミ ク ス (コ ラ ム and び コ ラ ム interaction between に よ る intelligence 処) during processing と, そ の に and ぼ す モ ノ ア ミ ン の modifying function を, membrane potential susceptibility pigment を い た high-speed optical measurement を with い て portraits, analytical す る. こ の optical measurement を with い て, ど の よ う な by let body が コ ラ ム and び コ ラ ム に, interaction between い か な cut を る service hold ち う る か を Ming ら か に す る こ と を purpose と し た. ま ず, サ ル commissure wild の ahead a か ら ス ラ イ ス made device に よ り 脳 ス ラ イ を ス specimen made し, optical measurement に よ っ て determination す る the in vitro system で の be 験 を line っ た. に, ス ラ イ ス を electric 気 に stimulus し た interstate に 発 lure さ れ る コ ラ と ム activity, anatomy of な コ ラ ム tectonic に focus を あ て, そ の ダ イ ナ ミ ク ス を detailed に adjustable べ た. は じ め に anatomy な staining に よ っ て anatomy コ ラ を ム structure with し, そ の ス ラ イ ス を electric 気 に stimulus し 発 lure さ れ る コ ラ ム activity を optical に adjustable べ る こ と で, コ ラ ム の the structure of the cell to construct learning と そ の activity ダ イ ナ ミ ク ス の 応 seaborne pay け を line っ た. そ の results, コ ラ ム activity が anatomy コ ラ を ム structure formation す る far heart output ニ ュ ー ロ ン group を 駆 dynamic す る こ と を Ming ら か に し た. に, ダ イ ナ ミ ッ ク な コ ラ ム activity に す seaborne る モ ノ ア ミ ン (especially に ド ー パ ミ ン) の modifying function に focus を when て た. ド ー パ ミ ン D1 and び D2 let body を activeness す る た め に, そ の by let body の promote 薬 を each 々 add し た interstate の コ ラ ム activity を optical measurement に よ り visualization, parsing し た. そ の results, D2, let body で な く D1 by let body の み が 隣 meet す る コ ラ ム に influence を and え る こ と な く, コ ラ ム internal で の み, そ の activity を raised strong す る こ と を Ming ら か に し た. の above results は, front even a wild の functional コ ラ ム が he の cortical areas と に し interaction, ド ー パ ミ ン D1 by let body に よ り コ ラ ム internal で modified を by け た intelligence 処 results が の cortex へ his output さ れ る こ と を in stopping す る. こ の よ う な ahead even a wild function コ ラ ム の ダ イ ナ ミ ク ス (コ ラ ム and び コ ラ ム の information between 処) during processing と ド ー パ ミ ン D1 by let body に よ る function コ ラ ム の modifying function は ahead even a wild の bear う の based high order cognitive mechanism, か つ, important な god 経 メ カ ニ ズ ム で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

Neuronal activity representing temporal prediction of reward in the primate prefrontal cortex.

代表灵长类前额皮质中奖励的时间预测的神经元活动。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Neurophysiology 93(6)
• 作者: Tsujimoto;S.;Sawaguchi;T
• 通讯作者: T

Amemori, K., Sawaguchi, T.: "Different motivational effects on the neuronal activities in the primate prefrontal cortex during a sensorimotor transformation task"Society for Neuroscience Abstract. 90-4 (2003)

Amemori, K., Sawaguchi, T.：“在感觉运动转换任务期间，不同的动机对灵长类动物前额皮质神经元活动的影响”神经科学学会摘要。

Neuronal representation of response-outcome in the primate prefrontal cortex.

灵长类动物前额皮质中反应结果的神经元表征。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Cerebral Cortex 14
• 作者: Tsujimoto;S.;Sawaguchi;T.
• 通讯作者: T.

Involvement of the dorsolateral prefrontal cortex of monkeys in visuospatial target selection

• DOI: 10.1152/jn.00148.2002
• 发表时间: 2003-01-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.5
• 作者: Iba, M;Sawaguchi, T
• 通讯作者: Sawaguchi, T

Prospective and retrospective coding of rules in the primate prefrontal cortex during a rule-shifting task.

在规则转换任务期间灵长类前额叶皮层规则的前瞻性和回顾性编码。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Abstract Viewer/Itinerary Planner. Washington, DC : Society for Neuroscience
• 作者: Kuboshima-Amemori;S.;Sawaguchi;T.
• 通讯作者: T.