2017 Fiscal Year Research-status Report
Identification of neural substrate for pathological habit
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17K10270
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
戸田 重誠 昭和大学, 医学部, 准教授 (00323006)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 宏美 金沢大学, 附属病院, 研究員 (70534155)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 習慣 / 目標指向性行動 / 注意 / 線条体 / 最初期遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに習慣化の起きやすいRIスケジュール（random interval; 例えば１分間に平均1回の割合で餌を獲得できるが、餌のタイミングは予測できない）でのオペランド学習訓練反復の結果、最初にArc、続いてc-Fos、その後再びArcが線条体の中型有棘細胞に発現誘導されることを確認していたが、さらに、これらの神経マーカー遺伝子の発現交代が、同一のドパミンD1受容体陽性細胞で起きることを確認した。続いて、習慣化の起きにくいことで知られるFIスケジュール（Fixed interval;他例えば1分おきにレバーを押すと餌が１個もらえる。レバー押しのタイミングは予測可能だが、タイミングを逃さぬよう
注意の持続が要求される）でのラットでのオペラント実験系を確立し、習慣化が起きないことを確認した上で、RIと同じようにArcとc-Fosの発現誘導について免疫組織学的検討を行ったところ、c-Fosは RIと全く同じように訓練時期に一過性に出現した。一方、ArcはRIスケジュールでは発現が抑制される時期にも誘導が続き、しかも目標指向性行動の獲得に重要とされる背内側線条体では、Arcと同じ細胞に共発現が確認された。この結果は、Arcとc-Fosの発現が独立して制御されていることを示唆すると同時に、Arcはc-Fosと共発現すると、習慣化への移行を阻害する因子として機能する可能性が示唆された。FIスケジュールでは、動物は自分で１分間という時間間隔を測定するために注意を持続する必要がある。この時間的注意要求性が習慣化を阻害している可能性を考え、FIスケジュールでのレバー押しタイミングの直前にブザー音で動物に知らせることで注意要求性を不要にしたところ、動物の行動は速やかに習慣化した。したがって、時間間隔をモニターするための注意持続が習慣化を妨げている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
FI条件で習慣化が起きにくいことは古くから知られていたが、それが注意と関係する可能性を見出したのは世界初であり、大きな成果と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
FIスケジュールに報酬タイミングを知らせるブザーを組み合わせた場合のArc, c-Fosの発現パターンについて解析する（既に動物は作成済み）。また、中型有棘細胞以外の線条体の神経細胞、特にコリン系介在神経と、PV陽性介在神経についても同様の検討を進めている。加えて、Arc、cFos以外の最初期遺伝子であるFosB、NPAS4についてもデータを収集中である。さらに線条体でArc発現を誘導しているのは、淡蒼球外節からの抑制性入力ではないかと仮説を立て、細胞選択的な破壊実験などでの実証予定している。
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| Causes of Carryover |
研究打ち合わせのための旅費が予定よりもあまりが生じた。そのため、次年度の研究打ち合わせに使用する。
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