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運動学習に伴うラット脳マクロ構造変化の生物学的基盤の解明

阐明与运动学习相关的大鼠大脑宏观结构变化的生物学基础

基本信息

批准号：
15K21652
负责人：
堀祐樹
金额：
$ 1.58万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2016-2018)National Center of Neurology and Psychiatry (2015)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15K21652/
关键词：
オペラント学習 VBM 学習ラット PET MRI Voxel based morphometry

项目摘要

様々な技能や知識を新しく学習、獲得することは脳の重要な役割の一つであり、そのため脳には、技能や知識を獲得すべく変化する働き、すなわち「神経可塑性」が備わっている。そして、学習に伴い、組織学的手法による細胞レベルでの変化やMRIによる脳構造変化が生じることが明らかにされているが、脳マクロ構造と細胞レベルでの変化を同時に評価した報告はほとんどなく、脳マクロ構造変化の生物学的基盤は不明である。本研究では、ラットを対象に、オペラントレバー引き運動課題を学習させ、MRIを用いることで学習により可塑的変化が生じている領域を明らかにし、それら領域において組織学手法を用いることで、脳構造変化の生物学的背景を明らかにする。本研究ではまず、げっ歯類用オペラントレバー引き学習パラダイムを用いて、音刺激とレバー引きの連合学習によりどの領域に体積変化が生じるかを特定した。20匹の雄性ロングエバンスラットを対象に実験を行った。Kimuraらが開発したげっ歯類用オペラントレバー引き学習装置を用いて、音刺激とレバー引きの連合学習を3日間訓練した(3hours/day)。その日の最大の音刺激に対するレバー引き率(Maximum correct response rate: MCRR)を学習の程度を示す指標とした。また3日間の学習前後のMRIを撮像し、テンプレートへの標準化等の前処理を行った後、学習に伴い脳体積変化が生じている部位を特定した。3日間の訓練により、すべてのラットは最大OCRRが85%以上を示しており音刺激に対するレバー引き運動学習が成立したと考えられる。また3日間の学習により小脳において有意な体積変化が確認された。当該領域での、学習に伴い変化する細胞を特定するため、蛍光染色による定量評価を行うための基盤整備を行った。今後コントロール群と学習群においてどのような違いがあるかを検討する必要がある。

様々なSKILLSやKnowledgeを新しくLearn and acquireすることは脳のimportantなservice cutの一つであり、そのため脳には, skill and knowledge をget すべく変化する働き, すなわち「神経plasticity」が备わっている.そして、Study with い、Histological techniques によるCell レベルでの剉化MRI scan , 脳マクロstructural and cell レベルでの剉化をsimultaneous evaluation 価した report はほとんどなく, 脳マクロstructural dimensional changeのThe basis of biology is unknown である. This study is based on the subject of exercise, では, ラットを対 resemble, and オペラントレバーIntroduction to the subject of exercise. The field of 生じているを明らかにし, the field of それらにおいてhistology technique をutilization いることで, the background of biology of 脳structural change を明らかにする. This study uses オペラントレバーcitationき to learn パラダイムを using いて, sound Stimulate the とレバーinduced きのconnection learning によりどのfield に volume change が生じるかをspecific した. 20 male ロングエバンスラットを対Elephant に実験を行った. Kimura らが开発したげっ歯 Kinds use オペラントレバーinducing き learning device をいて, sound stimulating とレバーcitation きのconnected learning を 3-day training した (3 hours/day). The maximum correct response rate (Maximum correct response rate: MCRR) is the indicator of the degree of learning.また 3 days before and after study MRI imaging, テンプレートへの standardization, etc. の pre-processing を line った, study に accompanying い脳 volume change が生じている site を specific した. The maximum OCRR of the 3-day training session is over 85%.しており音stimulationに対するレバーinducingき Motor LearningがEstablishmentしたとtestえられる.また3日の学により小脳において有什么意思是什么意思？された. When the field is established, the study is accompanied by the change of the cells, the specificity of the cells, the quantitative evaluation of the light staining, and the preparation of the base plate. From now on, we will continue to study and learn from each other.