霊長類の嫉妬：自他比較コアモジュールの情報処理機構
| Project Area | The science of envy: Bio-Robotics integration for understanding social emotions and achieving an inclusive society |
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| Project/Area Number |
22H05081
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
則武 厚 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (80407684)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
揚妻 正和 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 准教授(兼任) (30425607)
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| Project Period (FY) |
2022-05-20 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥56,290,000 (Direct Cost: ¥43,300,000、Indirect Cost: ¥12,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2023: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2022: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
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| Keywords | 嫉妬 / 自他比較 / マカクザル / マウス / 大規模神経活動記録および操作 / 内側前頭前野 / 島皮質 / 社会的情動 / 霊長類 / げっ歯類 / 活動操作 |
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| Outline of Research at the Start |
則武らは、高い社会性を持つ非ヒト霊長類マカクザルを用いた実験により、前頭前野において、嫉妬の基盤となる自己と他者の報酬情報が独立に表現される情報処理様式を発見した。これを発展させ、自他情報の比較および嫉妬情動表象へと導く演算を担う神経回路と情報処理過程を明らかにすれば、嫉妬生成の仕組みの理解に大きな一歩となる。そこで本課題では、自他比較に焦点を当て、嫉妬神経機能モジュール解明とモデルの導出・実証を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非ヒト霊長類マカクザルを対象とする則武班では、嫉妬課題下におけるサル1ペアの行動解析を終えた。また1ペア2頭のうち1頭に対し、自他報酬の情報処理ノードと考えられる内側前頭前野、およびそこを基点とする神経回路の1つであり社会的情動表出に関連する可能性が高い島皮質を対象とした複数脳部位の神経活動同時記録を終えた。また、行動指標 (視線やリッキング等) および自律神経反応の記録をおこなった。本嫉妬課題では、一定量の報酬を分配し合う。その行動を解析した結果、報酬分配時に他者の報酬が高く自分への報酬が低い場合、報酬の受け取りを拒否する嫉妬様行動がサル2頭共に認められた。また、他者の嫉妬を惹起しないよう、報酬を自己のみだけではなく他者にもある程度分配する行動が認められた。さらに神経活動を解析した結果、内側前頭前野および島皮質において他者の嫉妬を惹起しないように報酬分配をおこなう際に、特異的に応答する神経細胞群を見出した。このように、嫉妬に関する神経機構の情報処理機構を明らかにするためのデータ取得・解析は順調であるといえる。また、非ヒト霊長類げっ歯類における神経活動操作実験担当の揚妻班では、マウス用嫉妬課題下における行動測定および2光子カルシウムイメージング測定のシステム稼働をおこない、現在順調にデータを取得中である。
成果として、本研究に関連する論文2報がNat Commun誌、1報がCommun Biol誌に掲載され、現在関連論文2報が準備中である。また、国際学会の発表1つを含む計4件の学会発表がおこなわれた。
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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
計画通り、サル2頭の行動解析を終了し、また内1頭から嫉妬様行動中の神経活動を内側前頭前野および島皮質から同時記録し、終了した。現在、自律神経反応としての脈波データ収集をおこなっている。加えて、非ヒト霊長類での活動操作を補完するげっ歯類の活動操作実験では、ロードマップ通り行動および2光子イメージング記録システムを稼働させ、現在データを取得中である。また、分担者との共著を含む計3報の関連論文を出版し、学会発表を計4件おこなった。加えてその他2報の関連論文を現在執筆中である。このため、計画通り研究は順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、これら2つの脳部位の神経活動および神経情報の流れ、そして各種行動指標のタイミングの相関を調べ、嫉妬情動表象の自他報酬比較神経機能モジュールを同定する。その際、現在並行して進んでいるA01班のげっ歯類を用いた全脳全細胞機能マッピング結果も参考にする予定である。また、2頭目の神経活動および行動指標を記録し、1頭目の結果と突合する。2頭から得られた情報処理モジュールの神経活動を操作して嫉妬生成に必須のモジュールを因果的に検証するため、ウイルスベクターを用いた化学遺伝学的手法を用いる予定である。また揚妻班では、マウスの嫉妬様行動を表出することを確認した後、2光子カルシウムイメージングによるマウスの内側前頭前野や島皮質の神経活動観察、そして化学遺伝学的手法および光遺伝学をベースとした光による神経活動の操作技術を用いた操作実験に挑戦し、マウスの嫉妬生成に関わる知見を蓄える。これらの結果をもとに、A03班による計算論的アプローチを交えて嫉妬の霊長類モデルを生成する。得られたモデルに対し、A03班でのロボティクスやシミュレーション結果も交えて検証する。そして、げっ歯類と非ヒト霊長類の嫉妬における神経メカニズムの共通性や差異を明らかにし、進化的な観点を含めた嫉妬生成に必須の神経モジュールの同定を目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
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[Presentation] 迷走神経刺激性のマウス孤束核神経細胞活動の二光子ライブイメージング2023
Author(s)
畠山梓摘, 揚妻正和, 山田大輔, 國石洋, 竹内絵理, 辻真治, 小林知子, 湯川博, 斎藤顕宜, 鍋倉淳一, 関口正幸
Organizer
第253回生理学東京談話会
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[Presentation] Erratic and blood vessel-guided migration of astrocyte progenitors in the cerebral cortex2023
Author(s)
Tabata H., Sasak M., Agetsuma M., Sano H., Hirota Y., Miyajima M., Hayashi., Honda T., Nishikawa M., Inaguma Y., Ito H., Takebayashi H., Ema M., Ikenaka K., Nagata K., Nakajima K.
Organizer
Society for Neuroscience 2023
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