2023 Fiscal Year Research-status Report
制限時間依存的な採餌戦略スイッチングの行動・神経基盤を解明する
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22K15205
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| Research Institution | Kansai Medical University |
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Principal Investigator |
石井 宏憲 関西医科大学, 医学部, 助教 (30636676)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 時間制約 / 意思決定 / 経路選択 / 報酬 / 制限時間 / ドーパミン / セロトニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちヒトや動物は日々様々なタイムリミットの中で行動選択・意思決定を行っている。制限時間が短ければそれに合わせて仕事のスピードや目標設定、やり方を柔軟に変えていく必要がある。本研究は脳のどのような仕組みによってこの柔軟性が実現させているかを明らかにすることを目的としている。本研究ではサルをモデル動物した制限時間付き多報酬採餌課題を開発した。時間制限が長い場合は報酬を全て回収することができるが、時間制限が短い場合は回収する報酬の数を妥協し、しかしその中で獲得総量を最大化するため戦略を変える必要がある。初年度は2頭のサルの訓練に成功し、いずれのサルも制限時間が短くなるにつれ時間効率を優先した戦略に切り替えることが分かった。本年度は2頭のサルを用い、ドーパミンD1型受容体とD2型受容体の選択的阻害剤（SCH23390とEticlopride）およびセロトニン前駆体である5-HTPの全身投与が課題遂行にどのような影響をもたらすかを評価した。いずれの薬剤も制限時間の存在下での獲得総報酬量を悪化させたが、その原因は大きく異なっていた。ドーパミンD1型受容体阻害剤は制限時間が短くプレッシャーがかかる条件において、行動開始をチョークさせることが分かった。ドーパミンD2型受容体阻害剤では運動関連の障害が見られなかった一方、意思決定プロセスにおける変化が生じていた。また5-HTPはドーパミン阻害剤とは異なる行動変化を引き起こすことが分かっており、その詳細については現在解析中である。行動実験で得られた成果およびドーパミン阻害実験で得られた成果については現在論文投稿に向けて執筆作業を進めている。
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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
本年度は、初年度で確立した制限時間付き多報酬採餌課題を用い、ドーパミンD1型受容体とD2型受容体の選択的阻害剤（SCH23390とEticlopride）およびセロトニン前駆体である5-HTPの全身投与が課題遂行にどのような影響をもたらすかを評価した。いずれの薬剤も制限時間の存在下での獲得総報酬量を悪化させたが、その原因は大きく異なっていた。ドーパミンD1型受容体阻害剤は制限時間が短くプレッシャーがかかる条件において、行動開始をチョークさせることが分かった。ドーパミンD2型受容体阻害剤では運動関連の障害が見られなかった一方、意思決定プロセスにおける変化が生じていた。また5-HTPはドーパミン阻害剤とは異なる行動変化を引き起こすことが分かっており、その詳細については現在解析中である。また行動実験で得られた成果およびドーパミン阻害実験で得られた成果については現在論文投稿に向けて執筆作業を進めている。24年度に予定している電気生理実験についても作業を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の計画として１）新規にサルの導入・訓練、２）行動のモデル化、３）電気生理実験、を予定している。
１）2頭のサルで成果が得られているものの、再現性の追試および今後の展開のためにさらに新規のサルを導入し訓練を行う。
２）データ解析において本実験のサルの選択行動をモデル化することを試みる。現在は重回帰分析を用い選択をステップワイズに予測するグリーディー法ライクな解析手法を用い、実際のサルの選択を4割以上の精度で予測することに成功している。より現在の方法をさらに改善するか新しい手法を検討していく予定である。
３）電気生理実験。すでに全身投与実験によってドーパミンが本課題遂行に重要であることが分かっているため、ドーパミンの投射を多く受ける脳領域の神経活動計測を予定している。
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| Causes of Carryover |
既存のサルでの実験を優先し新規サルの導入を延期したため、購入・飼育および訓練に必要な人的資源に関して差額が生じている。次年度ではこれらに加え、電気生理実験用の器材の購入で予算を執行する予定である。
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