コリン作動系リズムによる線条体マイクロサーキットの認知柔軟性メカニズム
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21K03131
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 10040:Experimental psychology-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
岡田 佳奈 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (50528263)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 神経回路網 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、線条体内のマイクロサーキット(局所回路)中に大きな役割を占めるコリン作動性介在神経細胞が、前頭前野と視床(髄板内核)からの情報入力の変化を起因とする機能的変容によって認知柔軟性にどのような役割を果たすのかを生理心理学的に検討する。
具体的には、行動中のげっ歯類に対して、電気生理学/光遺伝学アプローチを伴う行動柔軟性課題を実施し、認知柔軟性の実行に関わるコリン作動性介在神経細胞を中心とした線条体内回路に対する皮質や視床からの入力が、行動柔軟性の形成と表出に伴って、どの時期にどのような影響を、線条体コリン作動性神経細胞に与えるのかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、線条体内コリン作動性介在神経細胞が、前頭前野や視床からの情報入力の変化を起因とする機能的変容によって認知柔軟性にどのような役割を果たすのかを生理心理学的に検討することを目的としていた。これまでの検討から、ラットの前頭前野、線条体、海馬、視床は、逆転学習遂行時に特徴的な神経活動が見られたが、特に前頭前野では逆転学習の初期の過程において特徴的なリズムの神経活動が発生していることが示唆されている。そこで、行動柔軟性を要求する課題中の前頭前野と線条体の電気生理学的活動と動物の行動変容との相関を検討するため、まず、ラット前頭前野のいくつかの下位領域が行動柔軟性にどのような役割を果たしているのかを、同様の行動柔軟性課題を用いて検討した。その結果、前頭前野内の前部腹外側領域を損傷すると行動柔軟性が抑制されるが、前部腹内側領域を損傷すると通例行動柔軟性課題の逆転学習遂行時初めの段階でみられる固執エラー数が減少することが示唆されるデータが得られた。これは、前頭前野が線条体に入力される情報の段階で既に行動柔軟性を促進する源となる領域と抑制する源となる領域が存在する可能性を示す結果である。続いて行動柔軟性課題の逆転学習中に背内側線条体コリン作動性介在神経細胞の活動を抑制し、逆転学習が促進された場合の迷路内での動物の行動動画を機械学習によって解析し、身体の各パーツの移動データから逆転学習を促進された場合の行動パターンと促進されていないコントロールの行動パターンを、それぞれ主成分分析を用いて抽出した。その後、その抽出パターンを動的クラスター分析することによって、逆転学習の初期、中期、後期における動物の行動パターンの変遷が逆転学習の促進にどのように関わっているのかを調べた。その結果、逆転学習初期の行動パターン分布の違いが最もよく行動柔軟性促進と関係していることが示唆された。
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Report
(3 results)
Research Products
(4 results)
