2017 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 / 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２９年度は、認知機能が発達したマカクザル２頭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野および側坐核から神経活動を記録した。その結果、いずれの領域においても、価値情報とともに意思決定に関わる情報をコードする神経シグナルが観察された。そして、価値と意思決定に関わる神経シグナルの潜時を調べたところ、ドーパミンニューロンのシグナルが少なくとも前頭眼窩野のシグナルに先行することが明らかになった。また本研究では、これらの神経シグナルとサルの意思決定の間の因果関係や、３領域間の神経シグナルの因果関係を調べるための光遺伝学実験を実施する。平成２９年度には、ドーパミンニューロン選択的に光感受性イオンチャネル（チャネルロドプシン２）を発現させる手法の開発に成功し、ドーパミンニューロンをターゲットにした光遺伝学実験の準備が進行中である。
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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
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、特に価値に関わる意思決定については前頭眼窩野の重要性が指摘されているが、ドーパミンニューロンが持つ意思決定シグナルの方が前頭眼窩野のシグナルに先行していることが明らかになった。現在、ドーパミンニューロンの神経シグナルと前頭眼窩野のシグナルの因果関係、またそれぞれの神経シグナルと意思決定の因果関係を明らかにするための実験準備が進行中であり、本研究は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 |
現在までにドーパミンニューロン、前頭眼窩野、側坐核から神経活動を記録し、それぞれの領域の神経活動が価値情報と共に意思決定に関わる情報を持つことを明らかにした。今後はさらに解析を進め、そのほかの情報（たとえば“選択の不確かさ”）をコードしている可能性についても検証を進める。また、３領域の神経シグナルとサルの意思決定の間の因果関係や、３領域間の神経シグナルの因果関係を調べるための実験を実施する。
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