2017 Fiscal Year Annual Research Report
Functional mapping of orbitofrontal-subcortical projections
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16K18380
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
廣川 純也 同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (40546470)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光遺伝学 / 眼窩前頭皮質 / 意思決定 / 線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は眼窩前頭皮質から様々な皮質下領域への情報分配の一般原則を明らかにすることを目的とした。ウイルスベクターを用いた二重感染法を用い、光感受性型のイオンチャネルであるチャネルロドプシンを特定の経路に選択的に発現させた上で、その動物（ラット）に複雑な意思決定行動課題を行なわせ、同時に眼窩前頭皮質から多数の神経細胞の活動を記録しどのような情報を符合しているのかを調べた。
齧歯類の前頭前野からの情報分配の性質を明らかにするためには、これまで霊長類で行われてきた認知負荷の高い行動課題を齧歯類に適用した認知課題を新たに開発し動物が自己の視覚認知基準を頼りに反応できることを初めて示した。これにより、これまで霊長類にしか無いと思われていたメタ認知能力を齧歯類も示すことがわかり、本行動課題が齧歯類の前頭前野の情報処理過程を解析するのに適していることが示唆された。
これに並行して眼窩前頭皮質の神経活動の評価も行った。眼窩前頭皮質の多くの細胞は様々な種類の意思決定要因を符号していたが、単離された眼窩前頭皮質から線条体への投射細胞のほとんど全てが行動結果の正誤を選択的に符号していた。さらにその活動は次の試行が開始されるまで持続的に保持されており、その活動レベルは次の試行の行動バイアスと相関していた。この結果から、眼窩前頭皮質から線条体への投射が行動結果を作業記憶的に保持し価値情報を更新することに選択的に関わることが示唆された。この結果から眼窩前頭皮質から特定の経路への投射が特定の種類の情報を有しており、特定の機能的役割を担っていることを示唆する。このな基礎的な知見は、強迫性障害や薬物依存症などにおいて特定の神経投射を標的とした投薬によって副作用の少ない治療が可能であることを示唆する。今後、線条体だけではなく他の投射経路との比較を通してより一般的な原則を導く必要がある。
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[Presentation] Differential routing of reinforcement signals from orbitofrontal cortex to striatum depending on environmental uncertainty.2017
Author(s)
Hirokawa, J., Li, S., Vaughan, A., Pie, J., Desban, L., Osako, Y., Ohnuki, T., Manabe, H., Sakurai, Y., and Kepecs, A.
Organizer
47th Society for Neuroscience Annual Meeting
Int'l Joint Research
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