2020 Fiscal Year Final Research Report

Neuronal circuit mechanisms of reward/goal-directed behavior

Planned Research

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Project Area	Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science
Project/Area Number	16H06568
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Complex systems
Research Institution	Osaka University (2018-2020) Kyoto University (2016-2017)
Principal Investigator	HIKIDA Takatoshi 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70421378)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	マクファーソントム大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (40821898) 小澤貴明大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (90625352) 山口隆司大阪大学, 蛋白質研究所, 助教 (40724258)
Project Period (FY)	2016-06-30 – 2021-03-31
Keywords	大脳基底核 / 神経回路 / 意思決定 / 強化学習
Outline of Final Research Achievements	Basal ganglia circit-specific reversible neurotransmission blocking revealed that the direct pathway of the nucleus accumbens is specifically involved in sign-tracking behavior in the reward/goal-directed behavioral task. In addition, the direct and indirect pathways of the nucleus accumbens regulate circuit-specific gene expression in the medial prefrontal cortex. The mutant DISC1 transgenic mouse model of psychiatric disorders showed molecular pathology specific in the indirect pathway in the nucleus accumbens, indicating a role for basal ganglia in the pathogenesis of psychiatric disorders.
Free Research Field	神経科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究により、報酬/目的指向行動を適切にかつ柔軟性を持って遂行する機構として大脳基底核を中心とした神経回路の制御機構が明らかとなった。また精神疾患モデルマウスの解析により、精神疾患病態において大脳基底核神経回路の異常をもたらす分子病態が関与していることが明らかとなった。これらの研究成果は、脳科学に基づく新たな人工知能・ロボット制御・計算精神応用医学への応用につながるものである。