2020 Fiscal Year Research-status Report
環境に応じた柔軟な行動を可能にする中脳ドーパミン神経回路の役割
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19K06957
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
松本 英之 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (50511383)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 適応行動 / 報酬系 / ドーパミン / 神経細胞 / 神経回路 / 電気生理学 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境に応じて柔軟に行動することは生物に必須の能力である。中脳に分布するドーパミン細胞は前頭前皮質や大脳基底核など広範な領域に軸索を投射し、環境に応じた行動の柔軟性や実行機能の制御に深く関与している。しかし、各投射先に伝達されるドーパミン信号が、環境変化に応じてどのように変調するのか、そしてこの変調が投射先の情報処理および機能の発現をどのように制御するのか、よく分かっていない。そこで本年度は、初年度に開発した、電気生理学と光遺伝学を組み合わせてドーパミン神経細胞特異的な活動を計測し、さらに投射先を同定する技術を行動課題中の動物に適用し、動的に変化する環境で目的指向的に行動する動物からマルチニューロン活動同時計測を行った。本研究ではシリコンプローブ多点電極を利用し、脳深部にある中脳ドーパミン細胞の起始核から広範囲に活動を計測した。同時計測される数十個の単一細胞活動のうち、どれがドーパミン神経細胞の活動で、その活動がどの脳領域へ伝えられるのか、同一個体から網羅的に同定した。行動選択時、ドーパミン細胞は選択肢の価値、運動、あるいはその両方に応答し、多様なタイプがいることがわかった。また、行動選択時に手続き上のエラーが起きた時、強い抑制を示すドーパミン細胞や抑制のみられないドーパミン細胞など、誤差応答の多様性も観察された。光遺伝学的に同定された投射先からドーパミン細胞を分類すると、異なる投射先のドーパミン細胞は異なる応答を示すことが明らかになった。さらに、モチベーションの増進に相関するドーパミン細胞活動を見出した。今後、これらのデータをまとめ、論文を投稿する予定である。
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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
初年度に開発した実験技術を用いて、新しいデータと結果を得ており、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
必要なデータを揃え、論文投稿に向け準備を行う。
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| Causes of Carryover |
COVID-19による研究活動の制限による。消耗品や論文投稿等の費用、旅費、動物維持費用として使用する計画である。
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