2016 Fiscal Year Annual Research Report
報酬と注意の情報処理に関与するドーパミン神経回路機構
| Project Area | Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science |
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| Project/Area Number |
16H06567
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松本 正幸 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50577864)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | ドーパミンニューロン / 意思決定 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドーパミンニューロンは報酬に関連した情報を伝達する神経系として注目されている。一方、研究代表者らの最近の研究は、ドーパミンニューロンがこれまで考えられてきたような報酬情報を伝達する一様な集団ではなく、報酬情報を伝達するグループと、報酬に限らず、罰刺激など、動物の行動にとって重要な刺激のsalience（顕著性）に関わる情報を伝達する少なくとも２つのグループに分かれることを報告した。本研究では、このように多様なドーパミン神経シグナルの役割を明らかにすることを目的とする。平成２８年度は、認知機能が発達したマカクザルに価値に基づく意思決定課題を訓練し、サルが課題をおこなっている間に、ドーパミンニューロン及びドーパミンニューロンから投射を受ける前頭眼窩皮質から神経活動を記録した。この課題では、特定の価値の報酬が得られる選択肢が一つずつ連続的に呈示され、サルはその選択肢を選ぶのか選ばないのかの意思決定を求められる。神経活動を記録した結果、ドーパミンニューロンと前頭眼窩皮質ニューロンの両方が、選択肢の価値情報を伝達しており、さらにサルがその選択肢を選ぶのか選ばないのかの意思決定に関わる情報も伝達していることが明らかになった。また本研究では、このようなドーパミンニューロンの活動とサルの意思決定の間の因果関係を解析する目的で、ドーパミンニューロンの活動を光遺伝学で操作したとき、サルの意思決定にどのような影響が現れるのかを検証しようとしている。平成２８年度には、このような光遺伝学実験の準備を並行しておこなった。
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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
本研究では多様なドーパミン神経シグナルの役割を明らかにしようとしているが、すでに、これまで報告されていない“意思決定（どの選択肢を選ぶのか）”に関わる情報をドーパミンニューロンが伝達していることを見出した。また、このドーパミンシグナルとサルの意思決定との因果関係を解析するための実験も準備が整い、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数のサルから神経活動を記録し、上述した“意思決定”に関わるドーパミン神経シグナルが他個体でも見られるのかを検証してデータの再現性を確認する。また、ドーパミンニューロンから投射を受ける大脳基底核線条体からも神経活動を記録して、“意思決定”に関わる情報処理に関与する神経回路の全体像を探る。さらに、これらの神経活動を光遺伝学によって操作し、動物の意思決定との因果関係を解析する。
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