報酬・忌避の意志決定の機構解析

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications
• Project/Area Number: 23120011
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 疋田 貴俊 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (70421378)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢和多 智 京都大学, 健康長寿社会の総合医療開発ユニット, 特定助教 (90455246)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 大脳基底核 / 忌避行動 / 意思決定 / ドーパミン受容体 / 神経回路

Outline of Annual Research Achievements

大脳基底核神経回路の直接路と間接路にそれぞれ特異的な可逆的神経伝達阻止法と薬理学的手法の組み合わせにより、報酬行動には直接路D1ドーパミン受容体の活性化が、忌避行動及び学習柔軟性には間接路D2ドーパミン受容体の不活性化が、それぞれ重要であることを示してきた。さらに、忌避行動において、神経伝達物質受容体の関与による神経可塑性機構によって、直接路と間接路の情報伝達効率の可塑性によるスイッチングが起こることを明らかにした。そこで神経可塑性に関与する細胞内シグナリングの忌避行動への関与を調べた。間接路遮断とPKA阻害薬投与の組み合わせにより、忌避行動が抑制された。次に直接路あるいは間接路細胞特異的にPKA活性化インディケーター蛋白を発現させたマウスの側坐核に顕微内視鏡を設置し、忌避行動中の活性変化を観察すると、間接路細胞特異的にPKA不活性化が確認され、忌避行動との相関が見られた。これらから、側坐核間接路細胞のPKA/cAMPシグナリングが忌避行動に必須であることを示した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ジョンズホプキンス大学(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: ジョンズホプキンス大学
• [Journal Article] Neural mechanism of the nucleus accumbens circuit in reward and aversive learning. (2016)
  • Author(s): Hikida T, Morita M, Macpherson T
  • Journal Title: Neurosci. Res. Volume: - Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2016.01.004.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Impaired hippocampal activity at the goal zone on the place preference task in a DISC mouse model (2016)
  • Author(s): Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • Journal Title: Neurosci. Res. Volume: VOL. 106 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.neures.2015.10.005.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 報酬・忌避行動と意思決定における大脳基底核神経回路の制御機構 (2016)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Journal Title: 日本神経回路学会誌 Volume: VOL. 23 Pages: 35-40
  • Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Role of PKA signaling in D2 receptor-expressing neurons in the core of the nucleus accumbens in aversive learning (2015)
  • Author(s): Yamaguchi T, Goto A, Nakahara I, Yawata S, Hikida T, Matsuda M, Funabiki K, Nakanishi S
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Volume: VOL. 112 Pages: 11383-11388
  • DOI: 10.1073/pnas.1514731112.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Nuclear-translocated glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promotes poly(ADP-ribose) polymerase-1 activation during oxidative/nitrosative stress in stroke. (2015)
  • Author(s): Nakajima H, Kubo T, Ihara H, Hikida T, Danjo T, Nakatsuji M, Shahani N, Itakura M, Ono Y, Azuma Y, Inui T, Kamiya A, Sawa A, Takeuchi T
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: VOL. 290 Pages: 14493-14503
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.635607.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Converging models of schizophrenia – Network alterations of prefrontal cortex underlying cognitive impairments (2015)
  • Author(s): Sakurai T, Gamo NJ, Hikida T, Kim S-H, Murai T, Tomoda T, Sawa A
  • Journal Title: Prog. Neurobiol. Volume: VOL. 134 Pages: 178-201
  • DOI: 10.1016/j.pneurobio.2015.09.010.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] JSPS Excellent Presentation Award for CINP2014: Pathway-specific Modulation of Nuclus Accumbens in Reward and Aversive Learning Behaviors and Drug Addiction via Selective Transmitter Receptors. (2015)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Journal Title: 日本神経精神薬理学雑誌 Volume: VOL. 35 Pages: 47-48
• [Journal Article] 大脳基底核神経回路機構における直接路と間接路の機能分離 (2015)
  • Author(s): 森田 真規子、疋田 貴俊
  • Journal Title: 日本神経精神薬理学雑誌 Volume: VOL. 35 Pages: 107-111
• [Presentation] DISC1変異マウス海馬における報酬関連活動の減弱 (2016)
  • Author(s): 林勇一郎、澤明、疋田貴俊
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • Year and Date: 2016-03-22 – 2016-03-24
  • Invited
• [Presentation] Subregion-specific striatal pathway control of Pavlovian associative learning (2016)
  • Author(s): Macpherson T, Morita M, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • Year and Date: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [Presentation] ドーパミンD2L受容体は視覚弁別課題の認知学習に重要である (2016)
  • Author(s): 森田 真規子、ワン ヤンヤン、笹岡 俊邦、澤 明、疋田 貴俊
  • Organizer: 第93回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（ 北海道・札幌市 ）
  • Year and Date: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [Presentation] 精神疾患におけるドーパミン神経ネットワーク機構 (2016)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Organizer: 第89回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（ 神奈川県・横浜市 ）
  • Year and Date: 2016-03-09 – 2016-03-11
  • Invited
• [Presentation] 報酬と忌避の意志決定の機構解析 (2015)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Organizer: 平成27年度包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • Place of Presentation: 一橋大学一橋講堂（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-12-17 – 2015-12-19
  • Invited
• [Presentation] Nucleus accumbens plays a role in arm choice behavior in the rodent gambling test. (2015)
  • Author(s): Mizoguchi H, Inutsuka A, Hikida T, Yamanaka A, Yamada K
  • Organizer: 平成27年度包括脳ネットワーク冬のシンポジウム
  • Place of Presentation: 一橋大学一橋講堂（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-12-17 – 2015-12-19
• [Presentation] Social isolated DISC1 mutant mice displayed high sensitivity to chronic cocaine exposure and rolipram treatment. (2015)
  • Author(s): Hikida T, Morita M, Niwa M, Kuroiwa A, Macpherson T, Itou T, Shuto T, Sotogaku N, Niwa M, Sawa A, Nishi A
  • Organizer: 54th Annual Meeting of the American College of Neuropsychopharmacology
  • Place of Presentation: フロリダ（ アメリカ合衆国 ）
  • Year and Date: 2015-12-06 – 2015-12-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ドーパミンD2L受容体は視覚弁別学習に関与する。 (2015)
  • Author(s): 森田 真規子、笹岡 俊邦、Yanyan Wang,澤 明、疋田 貴俊
  • Organizer: BMB2015, 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] D2L receptors of the striatal indirect pathway control behavioral flexibility in a place learning task. (2015)
  • Author(s): Macpherson T, Morita M, Wang Y, Sasaoka T, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
  • Place of Presentation: 東京大学（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-10-31 – 2015-11-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dopamine D2L receptors influence visual discrimination task on the touchscreen system. (2015)
  • Author(s): Morita M, Wang Y, Sasaoka T, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
  • Place of Presentation: 東京大学（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-10-31 – 2015-11-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impaired hippocampal reward-related activity in the DISC1 mutant mice (2015)
  • Author(s): Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: Neuroscience 2015
  • Place of Presentation: シカゴ（ アメリカ合衆国 ）
  • Year and Date: 2015-10-17 – 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 薬物依存形成における大脳基底核神経回路機構 (2015)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Organizer: 平成27年度アルコール・薬物依存関連学会合同学術総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-10-11 – 2015-10-13
  • Invited
• [Presentation] 快・不快情報に基づく行動選択における大脳基底核神経回路機構 (2015)
  • Author(s): 疋田 貴俊
  • Organizer: 平成27年度生理学研究所研究会 情動の多次元的理解に基づく行動原理の探求
  • Place of Presentation: 生理学研究所（ 愛知県・岡崎市 ）
  • Year and Date: 2015-10-07 – 2015-10-08
  • Invited
• [Presentation] Cocaine-induced behavioral sensitization is regulated by PDE4 in social stressed DISC1 mutant mice. (2015)
  • Author(s): Hikida T, Morita M, Macpherson T, Itou T, Niwa M, Kuroiwa M, Sawa A, Nishi A
  • Organizer: 第37回日本生物学的精神医学会・第45回日本神経精神薬理学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [Presentation] Role of PDEs in alteration of dopamine signaling after isolation stress in DISC1 mutant mice. (2015)
  • Author(s): Kuroiwa M, Shuto T, Sotogaku N, Morita M, Sawa A, Hikida T, Nishi A
  • Organizer: 第37回日本生物学的精神医学会・第45回日本神経精神薬理学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（ 東京都 ）
  • Year and Date: 2015-09-24 – 2015-09-26
• [Presentation] The direct striatal pathway is necessary for the attribution of incentive salience to reward-predictive cues. (2015)
  • Author(s): Macpherson T, Morita M, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Cocaine-induced behavioral sensitization is regulated by PDE4 in social stressed DISC1 mutant mice. (2015)
  • Author(s): Morita M, Macpherson T, Itou T, Niwa M, Kuroiwa M, Nishi A, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] FEZ1 regulates autophagy and promotes against neuropsychiatric manifestation. (2015)
  • Author(s): Sumitomo A, Saka A, Mauchi S, Hikida T, Sakurai T, Nakayama KI, Sawa A, Tomoda T
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Role of PDEs in response of cAMP/PKA signaling to isolation stress in DISC1 mutant mice (2015)
  • Author(s): Kuroiwa M, Shuto T, Sotogaku N, Morita M, Sawa A, Hikida T, Nishi A
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Impaired hippocampal reward-related activity in the DISC1 mutant mice (2015)
  • Author(s): Hayashi Y, Sawa A, Hikida T
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸コンベンションセンター（ 兵庫県・神戸市 ）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31