2017 Fiscal Year Annual Research Report
Neuronal mechanisms of stress-induced cognitive process - role of the bed nucelus of stria terminalis
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15H03125
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
中村 加枝 関西医科大学, 医学部, 教授 (40454607)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 康雅 関西医科大学, 医学部, 講師 (60332954)
佐藤 暢哉 関西学院大学, 文学部, 教授 (70465269)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ストレス / 眼球運動 / サル / 線条体 / 大脳基底核 / 分界条床核 / 衝動性 / Dopamine |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、サルにおいて、異なるストレス強度下における認知行動課題のパフォーマンスと自律神経反応の生体信号の変化の計測と解析を行なった。プロジェクトの3年目では、2頭のサルにおいて課題遂行中の大脳基底核回路の入力部である線条体細胞の発火を計測し、行動や自律神経反応との関連を解析した。現在、論文執筆中である。分界条床核BNSTについては2頭目の動物から引き続き記録中である。さらに、ドパミン拮抗薬による線条体の活動の操作により、線条体の活動と、異なる情動下での意思決定行動との因果関係を明らかにした。
詳細：視覚刺激A,B.Cは恒久的に報酬（A）、罰（B,エアパフ）、音（C）にそれぞれ関連付けられ、３つのうち２つのペアつまりAB,BC,ACのうち一つ（理想的には、ABではA,BCではC,ACではA）を選択する。罰が選択肢に含まれていると（AB,BC）、不適切な選択行動（エアパフ選択）が起きやすいことはすでに示されているが、その際の反応時間が適切な選択試行（エアパフ回避）に比べて極端に短いことを明らかにした。この現象は罰が選択肢に含まれている（AB,BC）場合のみに起きる（つまり、ACでCを選ぶ際は反応時間は長くなる）。すなわち、ストレス下での衝動性の亢進のモデルであることが示された。
さらに、線条体細胞の発火率が低下した場合にこの衝動的かつ不適切な行動が起きやすいという関連性、ドパミン拮抗剤（D1,D2)により反応時間が短く、不適切な選択をする衝動的な試行が著明に増加することから、線条体による、ストレス下での衝動性コントロールという因果関係も明らかにできた。最終年度はさらにヒトにおいても眼球運動課題の実験装置を確立し、研究分担者と協力して、同様の行動が認められるかを確認していく。
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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
本研究の目的は、情動特にストレスによる認知行動の変化、そしてその神経基盤を明らかにすることである。前年度までに、サルにおいて、異なるストレス強度下における認知行動課題のパフォーマンスと自律神経反応の生体信号の変化の計測と解析を行なった。本年は神経生理学実験を2頭のサルにおいて行うことができた。課題遂行中の大脳基底核回路の入力部である線条体細胞の発火を計測し、行動や自律神経反応との関連を解析した。さらに、ドパミン拮抗薬による線条体の活動の操作により、線条体による、ストレス下での衝動性コントロールという因果関係も明らかにできた。
現在、論文執筆中であり、順調に進展している。
ただし、分界条床核の神経活動の記録についてはもう一頭の記録が必要である。
また、ヒトの行動実験でもストレスによる行動変容が明らかになっており、さらなるデータの蓄積を続ける予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、2頭のサルについて行動課題の開発、大脳基底核線条体の神経活動と行動との関連を明らかにしてきた。論文作成のためにさらに以下の二つのデータの補充が必要である。まず、情動による自律神経反応や神経活動の変化が視覚刺激そのものによるのではなくそれに誘導された情動によるものであることを明らかにするために、異なる視覚刺激を用いた記録を追加する。さらに、瞳孔径と顔皮膚温度で個体差がわずかにあるため、解析を詳細に進め、情動の客観的指標として確立する。
さらに、分界条床核の神経活動の記録と、線条体および分界条床核の薬理的操作による行動変化の解析は一頭の動物のみ行っており、もう一頭の実験の追加を行う。ドパミンD1,D2拮抗薬の効果がわずかに異なるため、実験数と動物数を増加させる必要がある。
以上の実験をもとに、異なる情動下での意思決定行動の変容のメカニズムについて論文作成を進めていきたい。
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