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大脳皮質から大脳基底核へ情報が伝わる様子を,光を使って解明自然科学研究機構,東北大学,和歌山県立医科大学,日本医療研究開発機構 研究グループ

 自然科学研究機構,東北大学,和歌山県立医科大学,日本医療研究開発機構の研究グループは,光を使って大脳皮質を刺激することにより,大脳皮質から大脳基底核へ情報が伝わる様子を調べ,大脳皮質の特定の領域が大脳基底核に抑制性の情報を送り,目的の運動を引き起こすのに対し,周辺の広い領域が興奮性の情報を送り,不必要な運動にブレーキをかけているしくみを明らかにして発表した。
 大脳基底核は運動をコントロールする役割を果たしており,大脳基底核が不調を来たすとパーキンソン病などにみられるように,重篤な運動の障害が生じる。大脳基底核は大脳皮質の広い領域から運動に関する情報を受け取って情報処理をしているが,大脳皮質からの情報が,大脳基底核の中でどのように伝達され,運動のコントロールに役立っているのか,よく分かっていなかった。
 大脳皮質に電極を刺して電気刺激を加えるという従来の実験方法では,大脳皮質の様々な場所を順番に刺激するのは困難であったが,今回,大脳皮質にチャネルロドプシンを発現している遺伝子改変マウスと,新たに作製した光刺激装置を用いることによって,電極を刺すことなく,大脳皮質の任意な場所を任意の順序で興奮させることが可能になった。これによって「限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮」という大脳皮質から大脳基底核への情報の伝わり方の基本原理が明らかになり,「必要な運動を引き起こし,不要な運動を抑制する」という神経基盤となっていることを示すことが出来た。
「限局した領域からの抑制」が減少すれば,パーキンソン病にみられるように,運動が引き起こせなくなり,逆に増加すればジストニアなどのように運動が過剰になると考えられ,さらに,「限局した領域からの抑制と広い領域からの興奮」のバランスを正常に戻してやれば,運動が正常化されることが期待できるため,パーキンソン病やジストニアなどの治療法につながると期待される。

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