2020 Fiscal Year Research-status Report
Neural cricut mechanisms of adaptive modulation of multiple memory systems in decision making
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20K06935
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
雨宮 誠一朗 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (20796015)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 記憶 / 意思決定 / 行動選択 / ノルアドレナリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶は、適切な行動に不可欠な脳機能である。記憶はその機能や性質から、経験や知識などの宣言的記憶、習慣行動などの手続き記憶に代別される。動物は、変化する状況ではそれまでの経験や知識にもとづいて最適な行動を模索する熟慮的な行動選択を行うが、安定した環境では行動を習慣化させてその行動を繰り返すことで行動選択を行う。本研究では、この状況に応じた記憶システムの調節の神経メカニズムを明らかとすることを目的としている。本年度は、ノルアドレナリン神経系が記憶システムの調節へ関与するのか否かを検討するため、マウスを対象に行動選択課題を開発し、ノルアドレナリン神経系の抑制が記憶システムの調節に及ぼす影響を検討した。まず、マウスに２つのルールが不定期に変更する選択課題を訓練した。課題訓練の初期では、マウスはルール変更後しばらくたつと行動が習慣化し正解の選択肢を連続で選択した。この課題訓練を数週間継続すると、マウスはルール変更が起こることを学習・予測し、ルール変更が起こる前から探索的な行動選択を行うようになった。これは、マウスが課題の構造に関する知識を獲得し、その知識にもとづいて行動選択を行うようになったことを示唆している。次に、ノルアドレナリン神経系を選択的に抑制して同様の課題を行わせたところ、ルール変更を予測した探索的な行動選択が減少した。この結果は、ノルアドレナリン神経系が記憶システムの調節に関与することを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は、マウスを対象に記憶システムの調節を伴う行動選択課題を設定し、記憶システムを調節する神経メカニズムを明らかとすることを目的としている。本年度は、新規の行動選択課題を開発し、ノルアドレナリン神経系の記憶システムの調節への関与を示唆する結果を得たが、より詳細な解析を行うために十分なデータ量を取得することができなかった。これは、行動選択課題を実施するためにマウスの継続的な訓練期間が必要であるが、社会状況にともなう研究活動の自粛がなどがあったことにより、長期間の継続した訓練の計画と実施困難な期間があったためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果から、ノルアドレナリン神経系が記憶システムの調節に関与することを示唆する結果を得た。しかし、本年度では行動実験の訓練期間の問題点も見られたため、今後は課題内容や訓練手順の見直しと改善を行い、データ収集に関わる期間の短縮を行う。そのうえで、詳細なノルアドレナリン神経系の機能を１）課題遂行中のノルアドレナリン神経系が関与するタイミング、２）ノルアドレナリン神経系が作用する脳領域、について検討する。そのために、ファイバーフォトメトリー法やオプトジェネティクス法などを用いて、行動選択課題中のノルアドレナリン神経系の活動動態を明らかとする。
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| Causes of Carryover |
本年度は、社会状況にともなう研究活動の自粛期間があったことにより、長期間におよぶ実験の計画の見直しや実験の調整を行った。そのため、実験環境の整備や実験の実施が当初の予定通りに遂行できず、当初予定していた設備の購入など次年度以降に見送る部分があった。従って、本年度に執行できなかた予算については、次年度以降に執行する予定である。
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