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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Study of the switching regulation of social and cognitive behaviors by the habenula-interpeduncular nucleus pathway

Research Project

Project/Area Number 21H04814
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

岡本 仁  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, チームリーダー (40183769)

Project Period (FY) 2021-04-05 – 2025-03-31
Keywordsゼブラフィッシュ / 手綱核 / 脚間核 / 社会的闘争 / 意思決定 / 行動制御
Outline of Annual Research Achievements

本年度研究の交付申請時には以下の項目の研究を計画していた。(1)脚間核の背側と腹側の相互抑制の研究を開始する。(2)手綱核・脚間核神経回路におけるAPPの役割の研究の開始。(3)手綱核・脚間核経路が制御する下流領域のtranscriptome解析。2021年度に研究に参加する予定であった研究員と大学院生候補が規制のため入国できず、上記の当初の研究計画を変更せざるを得なくなった。その結果、以下の研究を行なった。(1)脚間核への出入力系の全貌を明らかにするために、順行性または逆行性に複数のシナプスを超えて移送される改変Vesicular Stomatitis Virusを作成し、これらを脚間核またはその第一次出出力核である背側被蓋野に特異的に注入した。その結果脚間核が、加速度や水流の感知にかかわる前側線神経核や前庭神経核、視覚と加速度情報との統合に関わる半円堤などと、相互的に結合している可能性が明らかになった。(2)更に、社会的闘争を行っている魚で、上記の研究で明らかになった、脚間核への出入力部の神経活動の計測を行うために、2匹の魚それぞれを閉ループ仮想現実空間中に置き、相手の魚の象をスクリーンに投影することによって、二匹の魚を仮想現実空間で闘争できる、新しい実験系を開発し、改良中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2021年度に研究に参加する予定であった研究員と大学院生候補が規制のため入国できず、上記の当初の研究計画を変更せざるを得なくなった。その結果、上述の様に計画を変更したが、変更後に行った研究は、新しい驚きの発見や、新しい実験系の確立など、大変良い成果を得られた。

Strategy for Future Research Activity

2022年度には、2021年度に参加する予定であった研究員が、海外から参加する。2021年度に変更した研究によって得られた成果を加えて、本来の研究計画を合わせて遂行する体制が整う。

  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Habenula as the experience-dependent controlling switchboard of behavior and attention in social conflict and learning2021

    • Author(s)
      Okamoto H, Cherng BW, Nakajo H, Chou MY, Kinoshita M.
    • Journal Title

      Curr Opin Neurobiol.

      Volume: 68 Pages: 36-43

    • DOI

      10.1016/j.conb.2020.12.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein fucosylation is required for Notch dependent vascular integrity in zebrafish2021

    • Author(s)
      Fowler G, French DV, Rose A, Squires P, Aniceto da Silva C, Ohata S, Okamoto H, French CR.
    • Journal Title

      Dev Biol.

      Volume: 480 Pages: 62-68

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2021.08.004.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality2021

    • Author(s)
      Torigoe M, Islam T, Kakinuma H, Fung CCA, Isomura T, Shimazaki H, Aoki T, Fukai T, Okamoto H.
    • Journal Title

      Nat Commun.

      Volume: 12 Pages: 5712-5722

    • DOI

      10.1038/s41467-021-26010-7.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Discovery of neurons monitoring whether the prediction comes true in the brain of zebrafish escaping in the virtual reality space2022

    • Author(s)
      岡本仁
    • Organizer
      The International Symposium on Development and Plasticity of Neural Systems
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Habenula as the experience-dependent controlling switchboard of behavior and attention in social conflict and learning2021

    • Author(s)
      岡本仁
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
    • Invited
  • [Presentation] Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality2021

    • Author(s)
      鳥越万紀夫
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
  • [Presentation] Learning of value information by the basal ganglia circuit in goal-directed behavior of adult zebrafish2021

    • Author(s)
      谷本悠生
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会
  • [Presentation] 魚の脳科学から学ぶヒトの社会的行動の仕組み2021

    • Author(s)
      岡本仁
    • Organizer
      ライフサイエンス技術部会脳科学分科会
    • Invited
  • [Presentation] Habenula as the experience-dependent controlling switchboard of behavior and attention in social conflict and learning2021

    • Author(s)
      岡本仁
    • Organizer
      Genes, Brain, and Behavior Meeting 2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Afferent and efferent connections of the thalamic nuclei in the medial diencephalon imply a basal ganglia-thalamocortical projection in zebrafish2021

    • Author(s)
      柿沼久哉
    • Organizer
      第27回小型魚類研究会
  • [Presentation] Median raphe projecting efferent neurons in the ventral interpeduncular nucleus in zebrafish2021

    • Author(s)
      木下雅恵
    • Organizer
      第27回小型魚類研究会
  • [Presentation] Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality2021

    • Author(s)
      鳥越万紀夫
    • Organizer
      第27回小型魚類研究会
  • [Presentation] Learning of value information by the basal ganglia circuit in goal-directed behavior of adult zebrafish2021

    • Author(s)
      谷本悠生
    • Organizer
      第27回小型魚類研究会
  • [Presentation] Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality2021

    • Author(s)
      鳥越万紀夫
    • Organizer
      Society for Neuroscience 2021 Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 意思決定回路動態研究チーム(岡本 仁): 情動と社会性による行動プログラムの制御機構の解明をめざす。

    • URL

      https://cbs.riken.jp/jp/faculty/h.okamoto/index.html

URL: 

Published: 2022-12-28  

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