2019 Fiscal Year Research-status Report
The brain circuit mechanism for controlling the serotonin to promote the waiting behavior for future rewards : The verification by combination of calcium imaging and optogenetics.
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18K06346
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
宮崎 佳代子 沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, 研究員 (80426577)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セロトニン / 報酬待機行動 / 光操作 / Ca画像化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はこれまでの研究で、将来の報酬のための待機行動における時間的な辛抱強さを調節するという精神機能におけるセロトニンの新たな機能的役割を明らかにしている。本研究はこの知見を基盤として、脳内ではどのようなダイナミクスによってそれが生じるのかを明らかにするために計画された。
セロトニンの起始核の一つである背側縫線核へは内側前頭前野、前頭眼窩野、手綱核からの強い投射入力がある。それらの入力信号が背側縫線核で統合され、いつ得られるか分からない報酬のためにどれくらい待つかの意思決定を行うことが予測される。実験では光操作技術を用いて各注目脳部位の不活性化のタイミングを制御しながら、同時に内視鏡型蛍光顕微鏡（Inscopix nVista）によるカルシウムイメージングで背側縫線核の報酬待機行動中のセロトニン神経活動記録をすることで、各脳部位からの入力ならびにセロトニン神経細胞群の活動パターンがどのように動物の報酬待機行動に影響を及ぼしているかを明らかにする。
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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
Inscopix nVistaを用いたセロトニン神経のCa画像化はこれまでにまだ報告例がなく、脳の深部からの記録であることから画像が得られるまでに一進一退の状況が続いた。まずはすでに我々の研究機関で供給系を確立させていた遺伝子組み換えマウスを用いてセロトニン神経にGCaMP6を発現させて神経活動記録を試みた。しかしこれだと蛍光量が不十分であったため明瞭な画像化に至らなかった。AAV9-syn-GCamp6を用いてセロトニン非選択的ではあるがGCaMP6を発現させて同様の記録を試みた結果、画像化に成功した。次の展開として、現在セロトニン選択的にGCaMP6を発現させるためのAAV9-tetO-GCaMP6入手のための準備中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
背側縫線核のセロトニン神経細胞選択的により多くのGCaMP6を発現させるために、TPH2-tTAtetO-GCaMP6マウスにAAV9-tetO-GCaMP6をマイクロインジェクションする予定である。これによりTPH2-tTA:::tetO-GCaMP6遺伝子改変マウスよりもセロトニン神経細胞のGCaMP6の発現量が増大する可能性があり、カルシウムイメージングの明瞭な画像化が期待される。
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Research Products
(2 results)
