2016 Fiscal Year Annual Research Report
Diversity in action and reward encoding of the midbrain dopamine neurons
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15K18355
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田尾 賢太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 基礎科学特別研究員 (10708481)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電気生理学 / ドパミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
まず前年度の計画に従い、マウス腹側被蓋野 (VTA) ドパミン神経細胞を軸索投射選択的に電気生理記録するため、ドパミン産生細胞特異的にcreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウス (DAT-creマウス) および逆行性感染ウイルスであるイヌアデノウイルス (CAV) をもちいて二重標識を試みた。しかしながら条件検討の結果、感染細胞密度が非常に低く、多細胞同時記録には不適であると判断された。
並行して、前年度に構築した頭部固定マウスのレバーオペラント行動課題を発展させ、報酬履歴にもとづくレバー選択意思決定課題を確立した。この課題を遂行中のマウス黒質緻密部 (SNc) ドパミン神経細胞からレーザーダイオード一体型のシリコンプローブをもちいて慢性電気生理記録したところ、それらの活動は一様ではなく、以下の3群に分類されることを発見した。すなわち、(1) 報酬および報酬予測誤差を表象する群、(2)報酬のみを表象する群、(3) 報酬および運動を表象する群、である。このうち第一の細胞群については、強化子として報酬に先行する聴覚刺激に対する応答が予測誤差を表象している (直近の試行が報酬ありならば活動小) のみならず、各試行開始時の一過性応答もまた報酬履歴を反映している (直近の試行が報酬ありならば活動大) ことが判明した。以上の結果は、運動調節との関連が長らく着目されてきたげっ歯類のSNcドパミン神経細胞活動もまた、報酬およびその予測誤差について複雑な情報表現をおこなっていることを示唆するものである。
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