2019 Fiscal Year Annual Research Report
Functional dissociation of the prefronto-parietal and the prefronto-striatal pathways using chemogenetic technology
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18H03662
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
坂上 雅道 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊水 健史 麻布大学, 獣医学部, 教授 (90302596)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 科学遺伝学 / 前頭前野 / 線条体 / 頭頂葉 / マカクザル / 経路選択的操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２頭のニホンザルに非対称性報酬の空間性遅延反応課題を学習させ、その前頭前野外側部にCre依存的にDREADDを発現するAAVウイルスベクターを注入し、その投射先であ る大脳基底核線条体に逆行性にCreを運ぶレンチウイルスベクターを注入した。これにより、前頭前野外側部ニューロンの中でも、線条体に投射するニューロンに 選択的に抑制性DREADDが発現する。その後、非対称性遅延反応課題遂行中のサルにCNOを注射して、行動の変化を観察した。その結果、前頭前野外側部から大脳基底核線条体への投射の選択的抑制により、2頭のサルともに課題の正答率、 特に小報酬試行での正答率が有意に低下した。しかし、ともに作業記憶機能への影響は見られなかった。前頭前野外側部と線条体から、局所場電位を同時記録したが、2つの部位の活動の位相差の coherenceを計算することにより、2つの部位間の情報伝達量を調べた。1頭目は、20-30Hzの周波数帯で、特に小報酬試行の時に情報伝達量が低下していることがわかったが、2頭目はより高い周波数帯で同様のcoherenceの低下がみられた。前頭前野と線条体の結合は、前頭前野から線条体への1方向性であることが解剖学的に分かっている。このことから、前頭前野外側部から大脳基底核線条体への情報伝達が、特に動機が低下した状況での長期的報酬予測に基づく課題の遂行と関わっていることを示唆するものと思われる。現在、論文執筆を行っている。
非対称性報酬の空間性遅延反応課題の前頭前野―＞頭頂葉の機能的役割を調べる研究については、2頭のサルに課題訓練を施し、現在ウイルスベクターの注入を行っている。
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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
前頭前野―＞線条体投射遮断実験に関しては、2頭を使った実験が終了し、現在論文の執筆を行っている。前頭前野―＞頭頂葉遮断実験については、2頭のサルに課題の訓練を施し、2020年度中に前頭前野の頭頂葉投射ニューロンにDREADDsを発現させ遮断実験を実行する。
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| Strategy for Future Research Activity |
非対称性報酬の空間性遅延反応課題を訓練したサルの、頭頂葉に投射する前頭前野ニューロン選択的にDREADDsを発現させ、前頭前野―＞頭頂葉経路を選択的に抑制した場合の課題での行動変化を観察する。また、前頭前野と頭頂葉に刺入した電極により、両領域から局所場電位の同時記録を行い、この抑制操作により両領域のニューロン活動がどう変化するかを調べる。
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Research Products
(15 results)
