Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
状況変化を感知し適応的に行動を切り替えることは、動的な環境下で生き抜くために必須な意思決定機能である。前頭前皮質ー線条体回路は、意思決定に関与する様々なシグナルを伝達することで、適応的な意思決定に重要な役割を果たす。しかしこれまでは、技術的な制約により、大脳皮質からのどのような入力が、線条体の細胞の活動特性を決めているのかは未解明なままであった。そこで本研究では、内側前頭前皮質と、そこから投射を受ける線条体が形成している回路を対象にして、個別の回路構成細胞が、動的な環境下での適応的な行動切り替えにどのように関わっているのかを細胞レベルで精密に検証する。
前頭前皮質ー線条体回路は、環境変化に応じて適応的に行動を切り替えるために極めて重要な回路である。本研究では、ラットを対象にして、前頭前皮質ー線条体回路を構成する個別の細胞の発火活動を測定および操作をすることで、適応行動を実現するための本回路の情報処理基盤を細胞レベルで明らかにすることを目的とする。本年度は、光遺伝学的手法と多細胞同時記録を用いた細胞タイプ特異的な発火活動記録技術「Multi-Linc法」と、特定の機能を抽出するための行動課題「損失感受性に基づく行動切り替え課題」を組み合わせることで、個別の回路構成細胞の機能的活動特性を高時間・高空間解像度で精密に検証するための実験を行った。その結果、前頭前皮質には、損失を感知し、これまで選択していた行動を切り替えるための負の報酬予測誤差信号が表現されており、そしてその情報は、線条体へ送られていることが明らかになった。また、さらに解像度を上げて前頭前皮質ー線条体回路の情報処理基盤を明らかにするために、逆行性越シナプス感染能をもつウイルスベクターシステムを用いた実験系の開発を行った。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Communications Biology
Volume: 6 Issue: 1 Pages: 914-914
10.1038/s42003-023-05288-x
Volume: 6 Issue: 1 Pages: 584-584
10.1038/s42003-023-04958-0
https://www.tmd.ac.jp/press-release/20230912-1/
