2019 Fiscal Year Annual Research Report
意欲を行動へと変換する前頭葉内側ネットワーク機能の解明：モデル動物を用いた研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Creation and Promotion of the Will-Dynamics |
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| Project/Area Number |
19H05007
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
山田 洋 筑波大学, 医学医療系, 助教 (70453115)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 意欲 / サル / 前頭眼窩野 / 腹側線条体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電気生理学と光遺伝学の手法を用いて、マカクザルの前頭葉内側ネットワークの活動を測定・操作することで、欲求の程度に応じて価値判断を調節する神経回路の機能を解明する。このことにより、動機付けや価値の知覚の不全が引き起こされる仕組みを明らかとし、本領域の推進に貢献する。
この研究目的を達成するために、令和元年は、２年計画の１年目として、意欲に応じて行動を発現・調節する過程に関わる前頭葉を中心としたネットワークの機能を明らかとするための研究を行った。具体的には、２頭のサルの腹内側前頭前野、前頭眼窩野、腹側線条体、から記録した神経細胞活動の解析を行った。そして、これらの脳領域が期待値を知覚し、その知覚に基づいて行動を調節する過程に関わる神経メカニズムを調べた。神経細胞活動の解析を行ったところ、前頭眼窩野と腹側線条体が同時に期待値を計算することで、期待値の知覚に関わることが明らかとなった。期待値に基づいて意欲を調整する過程に、前頭眼窩野－腹側線条体の神経回路が関わると考えられる。現在、原著論文を作成し、出版するため投稿を行っているところである。
上記に加え、当該領域の神経細胞活動の解析と共に、腹内側前頭前野、前頭眼窩野を中心とした前頭葉ネットワークの線条体投射が意欲の調節に関わる仕組みを明らかとするために、これらの神経細胞活動を記録した脳部位にウィルスを注入するための準備を進めた。現在、ウィルスを注入するための脳部位マップを作成したところである。本年度の研究により、ウィルスにより光受容体遺伝子をこれらの皮質領域に発現することで、前頭葉－線条体投射の機能を明らかとする準備が整った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和元年は、本研究計画の開始１年目として、価値に基づく行動の調節に関わる前頭葉ネットワークの神経活動を解析し、論文を作成した。更に、前頭葉－線条体投射の機能を明らかとするための光操作実験の準備を行った。実験に用いるための機器を購入し、機器の動作確認などを行った。その後、ウィルスを当該脳部位に注入・発現させるための準備を進め、ウィルス注入直前まで準備を終えた。しかし、この段階で本年度の終わりに発生したコロナウィルスの影響により、実験の延期が必要となったため、当初の予定から研究の進捗が遅れている。
計画２年目の令和２年度は、現在発令された緊急事態宣言がいつ終わるかわからないが、状況に応じて実験を進めるための方法を模索する。緊急事態宣言が終わり次第、実験を再開する予定で準備を進めており、今後、実験成果に繋がる実験データが得られることが期待される。計画の最終年の２年目にあたる来年度に、計画の達成に必要なデータについての検討を行うことが可能となる。こられの理由から、本計画は当初の予定よりやや遅れているとの評価に至った。今後、速やかに実験を進めることで、遅れを取り戻す。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画1年目の本年度は、上述のように実験進捗に遅れが生じた。この状況を改善し、研究のデータを確実に取得する。同時に、光操作を行う当該脳領域から記録した神経細胞活動を論文として出版し、明確な研究成果を生み出す。コロナウィルスの感染拡大により計画が滞っている現状を踏まえ、次の２点を来年度の目標とする。
１．できる限り早く実験を再開し、ウィルスの注入を行う。
２．できる限り早く光操作実験の結果を取得し、初期データの検討を行う。
緊急事態宣言が終了するまでの間実験を再開することは非常に難しいが、上述の論文をできる限り早く出版し、研究成果を生み出す。来年度は計画最終年度の２年目にあたるため、成果に直結する実験結果を取得できるように最大限の努力を行う。コロナウィルスの感染状況に柔軟に対応し、ウィルスの注入と光操作を実施し、本実験を軌道に乗せるよう努力する。
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Research Products
(2 results)
