2018 Fiscal Year Annual Research Report
動機付けおよび強化学習に関与する分子・神経基盤の解明
| Project Area | Creation and Promotion of the Will-Dynamics |
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| Project/Area Number |
16H06401
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
桜井 武 筑波大学, 医学医療系, 教授 (60251055)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 意志力 / 覚醒 / 大脳辺縁系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
覚醒は意志力、モチベーションを構成する重要な要素の一つである。今年度は大脳辺縁系と覚醒系やモノアミン系の相互作用について検討を進めた。とくに覚醒系において重要な役割を果たしているオレキシン産生ニューロンとヒスタミンニューロンについて、改変型狂犬病ウイルスをもちいた経シナプス性逆行性トレーシングにより、上流ニューロンをマウスにおいて網羅的に明らかにした。その結果、両者は似た入力系によって並列に制御されていることが示された。また両者は視床下部のGABA作動性ニューロンにより抑制性に制御されており、またそれらのGABA作動性ニューロンはノルアドレナリンおよびセロトニンニューロンにより抑制性制御されていることも明らかにした。さらにオレキシンニューロン特異的に5HT1A受容体を欠損するマウスを作成し、セロトニンによるオレキシンニューロンの制御がレム睡眠制御に重要な働きをしていることが明らかになった。特にストレス下におけるレム睡眠の変化において、背側縫線核のセロトニンニューロンがオレキシンニューロンを抑制する系が重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらの研究により、視床下部、脳幹、大脳辺縁系を含む覚醒制御系の一部が明らかになり、睡眠覚醒制御系を構成する神経回路の一部を明確にすることができた。さらに、モチベーションや実行に関わる報酬系や前頭前野との関連を明らかにすべく研究を遂行している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
意志力の要素として「覚醒」あるいは、覚醒を維持する機能は非常に重要である。本計画では、動機付け行動や、情動に伴う覚醒の制御系を明らかにすることを目的としており、覚醒に関わる神経系のコネクトーム解析を行い、その神経系の機能を明らかにすることを目指している。今年度は、覚醒に関わる視床下部ニューロン（オレキシンニューロンとヒスタミンニューロン）に直接シナプスをつくるニューロン群をすべて明らかにし、一部は光操作を行って機能を解析した。オレキシン産生ニューロンとヒスタミンニューロンは似た入力系によって並列に制御されていることが示された。また両者は視床下部のGABA作動性ニューロンにより抑制性に制御されており、またそれらのGABA作動性ニューロンはノルアドレナリンおよびセロトニンニューロンにより抑制性制御されていることも明らかにした。さらにオレキシンニューロン特異的に5HT1A受容体を欠損するマウスを作成し、セロトニンによるオレキシンニューロンの制御がレム睡眠制御に重要な働きをしていることが明らかになった。これらの研究により、視床下部、脳幹、大脳辺縁系を含む覚醒制御系の一部が明らかになった。以上のようにおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、覚醒制御に関わる神経回路、特に前年度明らかにしたオレキシンニューロンへの入力系のさらに上流を網羅的に明らかにし、報酬探索行動や、内発的動機付け行動（輪回し行動など）がどのように覚醒制御系を動員していくか、各種ウィルストレーサーをもちいた組織学的手法と、光遺伝学・薬理遺伝学を組み合わせて明らかにしていく。
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Research Products
(9 results)
