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2018 Fiscal Year Annual Research Report

悲観的な価値判断と相関する大脳皮質ー線条体における新たなベータ波

Publicly Offered Research

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 18H04943
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

雨森 賢一  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (70344471)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords霊長類 / ベータ振動 / 情動 / 意思決定 / 線条体 / コヒーレンス解析
Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質-大脳基底核の局所電場電位 (LFP) のベータ振動現象は、黒質ドーパミン (DA) 細胞の異常によって引き起こされるパーキンソン病 (PD) やその動物モデルで顕著に表れ、運動の制御に関わると考えられてきた。こうした中、研究代表者らは、価値判断の悲観度を定量化できる葛藤課題を考案し、課題遂行中のマカクザルの大脳皮質-大脳基底核から LFP 記録を行ってきた。本研究では、これまで記録したデータのみならず、新たに大脳皮質下領域から神経活動や LFP を計測し、これまで報告されてきた運動制御だけではなく、情動や価値判断に特徴的に応答するベータ振動 (情動ベータ振動) が存在することを示す。
当該年度は、これまで長年にわたって記録してきたデータを用い、線条体の局所電場電位のベータ振動に着目し、この線条体ベータ波が悲観的な意思決定と相関することを突き止めた。特に、本年度は、これまで蓄えてきた線条体のLFPデータを用い、悲観的な意思決定を表す神経活動の同定を目指した。この研究では、不安や負の結果に対する価値判断を定量的に取り扱うことのできる葛藤課題を遂行中のマカクザルの線条体からLFPを記録した。刺激をあたえている際に尾状核における電場電位を同時に記録したところ,ひき起こされた悲観的な価値判断に相関してベータ波の活動が変化することがわかった.これらのことから,尾状核の局所の神経回路は悲観的な価値判断に因果的にかかわり,尾状核における電場電位のベータ波はこの不安に似た状態と相関して活動することが示された.研究成果は、本年度、国際論文誌(Neuron)にて発表した。

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、多点、マルチサイト神経活動記録法によりこれまで記録してきたデータを用い、情動に関わるベータ振動の論文を投稿し、国際学術誌で発表した。不必要に悲観的な考えが持続的につづいたり,同じ意思決定をくり返してしまったりという症状は,不安障害や強迫性障害においてしばしばみられる.これまで,不安障害と相関して活動する脳の領域は調べられてきたが,こうした症状に因果的にかかわる領域は同定されていない.この研究において,筆者らは,刺激をあたえている際に尾状核における電場電位を同時に記録したところ,ひき起こされた悲観的な価値判断に相関してベータ波の活動が変化することがわかった.これらのことから,尾状核の局所の神経回路は悲観的な価値判断に因果的にかかわり,尾状核における電場電位のベータ波はこの不安に似た状態と相関して活動することが示された.

Strategy for Future Research Activity

われわれは、これまでの研究で、葛藤課題遂行中のマカクザルにおいて、辺縁系 (ACC, CN, vmPFC) と前頭前皮質 (PFC) のLFPの同時記録を終了させている。今後は、この同時記録データをもとに、辺縁系の長距離領野の間で見られる同期的な活動が、意思決定・価値判断にどのように関わるかを明らかにする。これらは、因果解析などの更なる理論的な分析を可能にする重要な基礎データであり、辺縁系ネットワークの情報処理の解明を目標とする。

  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      マサチューセッツ工科大学
  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハーバード大学
  • [Int'l Joint Research] ブラウン大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ブラウン大学
  • [Journal Article] Predominant Striatal Input to the Lateral Habenula in Macaques Comes from Striosomes2019

    • Author(s)
      Hong Simon、Amemori Satoko、Chung Emily、Gibson Daniel J.、Amemori Ken-ichi、Graybiel Ann M.
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: 29 Pages: 51~61.e5

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.11.008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Striatal Microstimulation Induces Persistent and Repetitive Negative Decision-Making Predicted by Striatal Beta-Band Oscillation2018

    • Author(s)
      Amemori Ken-ichi、Amemori Satoko、Gibson Daniel J.、Graybiel Ann M.
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 99 Pages: 829~841.e6

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2018.07.022

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Miniaturized neural system for chronic, local intracerebral drug delivery2018

    • Author(s)
      Dagdeviren Canan、Ramadi Khalil B.、Joe Pauline、Spencer Kevin、Schwerdt Helen N.、Shimazu Hideki、Delcasso Sebastien、Amemori Ken-ichi、Nunez-Lopez Carlos、Graybiel Ann M.、Cima Michael J.、Langer Robert
    • Journal Title

      Science Translational Medicine

      Volume: 10 Pages: 2742~2742

    • DOI

      10.1126/scitranslmed.aan2742

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cortico-basal ganglia circuits generating anxiety-like states in primates.2018

    • Author(s)
      K Amemori
    • Organizer
      German-Japanese Workshop, New Directions In Systems Neuroscience (University of Tubingen)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A cortico-basal ganglia circuit generating anxiety-like state in primates.2018

    • Author(s)
      K Amemori
    • Organizer
      Hakubi Annual Report (Kyoto University) 2019.
    • Invited
  • [Presentation] Cortico-striosome pathway in decision-making and anxiety2018

    • Author(s)
      Ken-ichi Amemori
    • Organizer
      The Hakubi Autumn Camp (Hakubi Center, Kyoto University)
    • Invited
  • [Presentation] Dissociable roles of cortico-striatal circuits in inducing abnormally repetitive negative decisions in primates2018

    • Author(s)
      Ken-ichi Amemori
    • Organizer
      Interdisciplinary Seminar on Primatology (Primate Research Institute, Kyoto University)
    • Invited
  • [Presentation] Identification of primate emotional circuits controlling anxiety and persistency2018

    • Author(s)
      Ken-ichi Amemori
    • Organizer
      Conference for Joint Usage (Kyoto University Primate Research Institute)
    • Invited
  • [Presentation] Beta oscillations in the primate striatum predict repetitive negative decision-making states induced by microstimulation2018

    • Author(s)
      Amemori K, Amemori S, Gibson DJ, Graybiel AM
    • Organizer
      Society for Neuroscience Abstract
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Computational phenotyping of brain-behavioral relationships underlying approach-avoidance decision making in major depressive disorder2018

    • Author(s)
      Pedersen ML, Ironside M, McGrath CL, Amemori K, Kang M, Graybiel AM, Frank MJ, Pizzagalli DA
    • Organizer
      Society for Neuroscience Abstract
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrochemical recording of striatal dopamine in non-human primates performing reward-biased tasks2018

    • Author(s)
      Schwerdt HN, Stanwicks L, Amemori K, Shimazu H, Yoshida T, Amemori S, Langer R, Cima MJ, Graybiel AM
    • Organizer
      Society for Neuroscience Abstract
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microstimulation of primate caudate nucleus induces an abnormal repetition of negative decisions predicted by beta oscillatory activity2018

    • Author(s)
      K Amemori, S Amemori, DJ Gibson, AM Graybiel
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 持続する悲観的な意思決定の源となる神経メカニズムを解明 -不安が頭から離れない原因とは-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180809_5.html

  • [Remarks] Neuroscientists get at the roots of pessimism

    • URL

      http://news.mit.edu/2018/neuroscientists-brain-caudate-nucleus-pessimism-decision-making-0809

URL: 

Published: 2019-12-27  

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