2018 Fiscal Year Annual Research Report
霊長類ドーパミン経路における価値判断を操作するスパイクパターンの同定
Publicly Offered Research
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
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| Project/Area Number |
18H05131
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
雨森 賢一 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (70344471)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 霊長類 / ドーパミン / 情動 / 意思決定 / 側坐核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不安障害では罰を過剰に評価するのに対して、依存症では罰に対する嫌悪感を維持したまま報酬獲得の意欲が制御できなくなることが知られている。こうした幅広いスペクトラムの神経疾患に、腹側被蓋野 (VTA) のドーパミン (DA) 神経伝達を担う神経回路の破綻が関わると考えられている。しかしながら、この同一回路がどのようにして両極端な精神障害を引き起こすかについてはわかっていない。本研究では、NAc のスパイク系列の「動的な変化」が DA 細胞の興奮・抑制応答を切り替え、不安障害から依存症に至る幅広い症状を引き起こす、という仮説を立てた。これを調べるため、化学遺伝学・光遺伝学の手法を用い、NAc から VTA への投射繊維にスパイクを生成させ、DA 細胞に与える影響を調べる。
当該年度は、これまで蓄えてきた実験データを詳しく解析することにより、霊長類の線条体が、悲観的な価値判断を伴う繰り返し意思決定に因果的に関わることを明らかにした。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，我々は，マカクザルに微小な刺激をあたえることにより，こうした症状に似た状態を生成する領野の同定をめざした．葛藤課題を用い悲観的な意思決定の定量化をとおして刺激による変化を調べ，マカクザルの尾状核の局所への微小な刺激により意思決定の変化を調べた．すると，尾状核の一部において，刺激により悲観的な価値判断の固執がひき起こされる部位が同定された．この研究成果は、国際学術誌（Neuron）に発表した。
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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
昨年度は、これまで、蓄えてきた本研究課題と関連する研究成果を論文として発表することができた。さらに、本研究助成により実験環境が整い、1頭目のマカクザルのトレーニングを終了させ、側坐核の神経活動記録を始めている。計画通りに研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度、マカクザルに対する葛藤課題を訓練が完成し、NAcからの神経活動の記録を始めた。本年度は、化学遺伝学をベースにして、NAc-VTAの 葛藤課題に対する因果的機能の解明を行う。同時に、２頭目のマカクザルの訓練を開始し、研究を軌道に乗せる。本年度は、まず化学遺伝学の リガンドであるDCZを用いて、DCＺの注入だけでは行動の変化が起こらないことを確認する。次に、NAcに対してウイルスベクターを注入し、発 現を待ったのち、DCZによってNAc活動を活性化させ、その時の行動変化を調べる。更に、NAcの下流域であるVTAに対してDCZの局所注入を行い 、局所回路の選択的な操作だけで行動の変化が引き起こされるかどうかを確かめる。
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