2020 Fiscal Year Research-status Report
革新的イメージング技術による報酬学習における神経回路制御機構の解明
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19K06884
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
矢和多 智 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90455246)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イメージング / 内視鏡 / 報酬学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
認知機能にかかわる脳の動作原理を解明するためには、実際に認知課題中の動物から神経情報を読み取る必要がある。本課題では、申請者らが独自に開発した内視顕微鏡を用い可塑性と神経情報を同時に計測することで、線条体における行動選択にかかわる情報処理機構の解明を行っている。
ドーパミン受容体Ｄ１およびＤ２陽性細胞選択的に遺伝子発現を誘導可能なマウス（Drd1-creおよびA2a-cre）を用い、課題遂行中の神経活動と可塑性シグナル動態の計測を行った。神経可塑性と関連の深いＥＲＫ活性を計測可能なＥＲＫ ＦＲＥＴプロ―ブをCre依存的に発現する遺伝子組換えマウスに対し、Ｃｒｅ依存的に赤色蛍光カルシウムセンサーであるＲＣあＭＰを発現可能なＡＡＶのインジェクションを行った。認知課題としてタッチパネル式オペラント学習装置を用い、行動（正解パネルへのタッチ）と報酬を関連付ける学習を行った。また、学習後に正解のパネルを逆にする逆転学習にを行うことにより、環境の変化に対応するために脳内でどのような神経情報の更新が行われているのかを解析することができる。
当該年度において、ＥＲＫの活性変化が、どのようなシグナルにより引き起こされているのかを解析するために、6-OHDA によるドーパミン細胞の脱落や薬理学的な介入による影響を観察した。その結果、ＥＲＫの活動変化のうち、一部の成分がドーパミンにより制御され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
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、線条体中型有棘細胞で見られるＥＲＫの活性変化に、ドーパミンがどのように関与しているのか解析を進めている。一方、計画していた光遺伝学的操作ではなく、薬理学的介入を行うことで、より直接的にドーパミンによる制御様式の解析を進めることができた。また、、令和３年度に計画していた解析を前倒しして進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、学習中動物からERK活性と神経活動のイメージングを進める。またこれまでに得られたＥＲＫ活性の変化について、詳細な解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行に伴い、出張の停止や学会のオンライン開催のため、旅費の支出が減少した。また、順調な研究の進捗に伴い、令和３年度においてデータ解析を集中的に進めることを計画している。
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