DREADD技術を用いた報酬価値に基づく行動決定に関わる神経回路の解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K16471
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: 瀬戸川 剛 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (80840785)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 行動決定 / 化学遺伝学 / 眼窩前頭皮質 / 線条体 / ニホンザル

Outline of Annual Research Achievements

状況に応じて適切な行動を選択することは、私たちが豊かな生活を送るうえで欠かせない。申請者はこれまでに、眼窩前頭皮質が行動決定を行う上で重要な役割を担っていることを明らかにしてきた。本研究では眼窩前頭皮質―線条体の神経接続に着目し、化学遺伝学的手法を用いて当該経路の活動を操作することで動物の行動選択に与える影響を調べることを目的とした。
実験ではニホンザルに簡単な行動選択課題を行わせる。この課題は、報酬の価値が異なる複数の条件で構成されており、サルは試行ごとに、その試行を遂行して報酬を得るか、あるいは報酬をあきらめてすぐに次の試行に移るかを選択しなければならない。本研究の最終的なゴールは、化学遺伝学的手法であるDesigner Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADD)技術をサルに導入し、眼窩前頭皮質―線条体の活動を人為的に抑制した際に上記の課題の選択傾向が変化するかどうかを調査することである。
一昨年までに、眼窩前頭皮質より単一神経細胞記録法を用いてニューロン活動の記録する予備実験を行い、DREADDを発現させる部位を決定した。昨年度は所属機関の変更に伴い実験のセットアップから行うこととなったため、当初よりも多少計画に遅れが出ている。現在、実験機器のセットアップおよび実験に使用するニホンザルの購入が完了し、行動課題のプログラミングを行っている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年度より新たな所属機関にて実験立ち上げを行っているが、COVID-19の影響で旧研究室より実験機材の運搬が遅れ、セットアップが難航したため。

Strategy for Future Research Activity

行動課題のプログラミング完了後、サルに行動決定課題を学習させる。すでに予備実験においてDREADDを発現させる部位は決定しているため、課題の学習後は直ちに手術により眼窩前頭皮質へDREADDを導入する。DREADD発現後、線条体へリガンドであるCNOを局所注入することで眼窩前頭皮質―線条体の行動決定への影響を調査する予定である。

Causes of Carryover

COVID-19の影響で、当初参加予定していた学会がオンライン開催もしくは中止になったため。また、研究の進捗が遅れていることに伴って、予定していた手術に関わる費用、実験に必要な薬品類の購入を見合わせたため。次年度に手術及び実験を行うことを予定しているため、その際に使用する。