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状況特異的な報酬学習記憶の高次制御機構

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 16H01288
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小川 正晃  京都大学, 医学研究科, 講師 (00716186)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords学習 / 光遺伝学 / 報酬 / 眼窩前頭皮質 / 神経科学
Outline of Annual Research Achievements

我々ヒトを含めた動物がより豊かに生きるためには、時々刻々変化する外界・内的状況に応じて、報酬に関連する重要な情報を、適切な情動を保ちつつ学習記憶し、後の行動に素早く柔軟に活かす必要がある。前頭前野の一領域である眼窩前頭皮質(Orbitofrontal cortex, OFC)はこのような「状況特異的な報酬学習記憶の高次制御」を行いうるが、従来の研究では秒単位の状況およびタイミング特異的なOFCの因果的役割を支える神経回路メカニズムは未解明である。
そこで、マウスに、条件刺激1ー報酬獲得、および条件刺激2ー報酬なしの関係をまず学習させ、その関係を後に逆転させる(刺激1-報酬なし、刺激2ー報酬あり)逆転学習課題を確立した。次に、OFCにウイルスベクターを用いて赤色反応性の抑制性光遺伝学分子を発現し、逆転学習時において、条件刺激1提示後の報酬が提示されなくなることをマウスが認識するタイミング、あるいは別のマウスを用いて刺激提示中のタイミングに、眼窩前頭皮質の活動を抑制した。すると、前者では条件刺激1に対する反応行動抑制が有意に遅延したが、後者では遅延しなかった。さらに興味深いことに、前者では、次の、新しく報酬提示された条件刺激2に対する反応行動の上昇も遅延した。しかし、後者では遅延しなかった。さらに、遺伝子改変マウスを導入してOFCの層構造特異的な抑制による効果について検討したところ、全層抑制とは逆の効果を見出した。この抑制についても、条件刺激1提示後の報酬が提示されなくなるタイミングの抑制のみ効果が認められた。今後、これらのデータをまとめ、解析し、論文投稿する。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 増大特集 こころの時間学の未来 過去の学習記憶を未来の適応行動に活かす神経機構2017

    • Author(s)
      小川 正晃
    • Journal Title

      BRAIN and NERVE

      Volume: 69 Issue: 11 Pages: 1241-1250

    • DOI

      10.11477/mf.1416200901

    • ISSN
      1344-8129, 1881-6096
    • Year and Date
      2017-11-01
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hippocampal-prefrontal theta phase synchrony in planning of multi-step actions based on memory retrieval2017

    • Author(s)
      Ishino, S., Takahashi, S., Ogawa, M. and Sakurai, Y.
    • Journal Title

      European Journal of Neuroscience

      Volume: 45 Issue: 10 Pages: 1313-1324

    • DOI

      10.1111/ejn.13547

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] The causal role of the orbitofrontal cortex in updating stimulus-outcome relationships2018

    • Author(s)
      小川正晃
    • Organizer
      第95回日本生理学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] The causal role of the orbitofrontal cortex in updating stimulus-outcome relationships2017

    • Author(s)
      小川正晃
    • Organizer
      第40回日本神経科学大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 条件刺激ー報酬間関係のアップデートにおける前頭前野眼窩部(orbitofrontal cortex)の因果的役割2017

    • Author(s)
      小川正晃
    • Organizer
      生理学研究所 部門公開セミナー
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 条件刺激-報酬間関係のアップデートにおける前頭前野眼窩部の因果的役割2017

    • Author(s)
      小川正晃
    • Organizer
      京都大学 精神科 + Psych Kyoto 合同勉強会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 条件刺激ー報酬間関係のアップデートにおける前頭前野眼窩部の因果的役割2017

    • Author(s)
      小川正晃、伊佐正
    • Organizer
      第39回日本生物学的精神医学会・第47回日本神経精神薬理学会合同年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆転学習における時間特異的な眼窩前頭皮質の因果的役割2016

    • Author(s)
      小川正晃、伊佐正
    • Organizer
      第39回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜 (神奈川県、横浜市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Optogenetic analysis of neuronal network of medullary respiratory center in brainstem-spinal cord preparations from transgenic newborn rats expressing Archaerhodopsin in Phox2b positive cells.2016

    • Author(s)
      ONIMARU H, IKEDA K, OGAWA M, IHARA KI, KOBAYASHI K, KAWAKAMI K
    • Organizer
      NEUROSCIENCE 2016
    • Place of Presentation
      サンディエゴ(アメリカ)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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