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Neural circuit mechanism underlying autonomic nervous responses to unpleasant emotions

Research Project

Project/Area Number 22K19477
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 51:Brain sciences and related fields
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

Matsumoto Masayuki  筑波大学, 医学医療系, 研究員 (50577864)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小金澤 禎史  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80431691)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords外側手綱核 / ドーパミン / セロトニン / 自律神経系 / 呼吸 / 循環 / 自律神経 / 情動
Outline of Research at the Start

快・不快の情動は心拍や呼吸、血圧などの自律神経系の働きに大きく影響し、情動の変調が顕著な精神疾患では自律神経制御に異常が見られることが多い。これらの知見は、情動生成に関わる神経メカニズムが自律神経制御機構に介入することを示唆する。研究代表者はこれまで、外側手綱核と呼ばれる神経核が不快情動の生成に深く関与することを世界に先駆けて明らかにしてきた。外側手綱核は自律神経制御を担う脳領域と連絡することから、情動生成と自律神経制御をつなぐ理想的な位置にある。本研究では、外側手綱核がどのようなメカニズムを介して不快情動によって惹起される自律神経応答の調節に関わっているのかを神経回路レベル明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

This study attempted to understand the neural circuit mechanism underlying autonomic nervous responses to unpleasant emotions. We first found that electrical stimulation of the lateral habenula, which is involved in the induction of unpleasant emotions, modulates blood circulation control and respiratory motor control, which are innervated by autonomic nerves. We also found that systemic administration of dopamine receptor antagonists and serotonin receptor antagonists reduces the modulation effect caused by the electrical stimulation. Furthermore, inactivation of the ventral tegmental area, one of the origins of the dopamine nervous system, also reduced this effect. These findings suggest that the neural circuits that project from the lateral habenula to the dopamine nervous system (particularly in the ventral tegmental area) and the serotonergic nervous system play crucial roles in autonomic nervous control.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

外側手綱核と鬱病やPTSDとの関係が注目されてきた。たとえば外側手綱核をターゲットにした脳深部刺激療法が重度の鬱の治療に効果があることが報告されるなど、臨床応用に向けた取り組みが進んでいる。その一方、鬱病やPTSDで異常が見られる自律神経機能に対する外側手綱核の役割は不明なままである。身体の恒常性維持にとって重要な自律神経機能の異常は、動悸や不眠、拒食/過食、通勤通学の困難など様々な身体性、情動性の症状につながる。外側手綱核からドーパミン神経系やセロトニン神経系への投射が自律神経制御に重要であることを示した本研究の成果は、これらの症状に対して有効な治療法の開発につながることが期待できる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 Other

All Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 中脳ドーパミン領域は外側手綱核によるストレス関連心血管応答を仲介する2023

    • Author(s)
      佐藤優真、松本正幸、小金澤禎史
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラット外側手綱核の活性化はドーパミンを介したストレス様の呼吸応答を誘発する2023

    • Author(s)
      水上璃子、松本正幸、小金澤禎史
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Midbrain dopaminergic areas mediate the stress-induced cardiovascular response caused by activating the lateral habenula2023

    • Author(s)
      Yuma Sato, Masayuki Matsumoto and Tadachika Koganezawa
    • Organizer
      Tsukuba Conference 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electrical stimulation of the lateral habenula induces stress-like respiratory responses via the monoamine system in rats2023

    • Author(s)
      Riko Mizukami, Masayuki Matsumoto and Tadachika Koganezawa
    • Organizer
      Tsukuba Conference 2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 外側手綱核に起因するストレス性呼吸応答の神経回路に対するセロトニン系の関与2023

    • Author(s)
      水上璃子、松本正幸、小金澤禎史
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 外側手綱核が制御する中脳ドーパミン領域のストレス性循環応答への関与2023

    • Author(s)
      佐藤優真、松本正幸、小金澤禎史
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ラット外側手綱核の活性化はストレス性の呼吸応答を誘発する2023

    • Author(s)
      水上璃子、松本正幸、小金澤禎史
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The activation of the LHb elicits the stress-like cardiovascular response via the dopaminergic system.2022

    • Author(s)
      Yuma Sato, Masayuki Matsumoto and Tadachika Koganezawa
    • Organizer
      The 12th Congress of the International Society of Autonomic Neuroscience
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of the midbrain dopamine area in the stress-like cardiovascular response induced by the excitation of the lateral habenula in rats.2022

    • Author(s)
      Yuma Sato, Masayuki Matsumoto and Tadachika Koganezawa
    • Organizer
      Tsukuba Global Science Week 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Activation of the Lateral habenula triggers a stress-related ventilatory response.2022

    • Author(s)
      Rio Mizukami, Masayuki Matsumoto and Tadachika Koganezawa
    • Organizer
      Tsukuba Global Science Week 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 認知行動神経科学研究室ホームページ

    • URL

      https://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/cog-neurosci/index.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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