意思決定神経回路の可視化と操作

• 研究領域: 予測と意思決定の脳内計算機構の解明による人間理解と応用
• 研究課題/領域番号: 23120008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 岡本 仁 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, シニアチームリーダー (40183769)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 69,030千円 (直接経費: 53,100千円、間接経費: 15,930千円); 2015年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2014年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2013年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円); 2012年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円); 2011年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
• キーワード: 意思決定 / ゼブラフィッシュ / イメージング / トランスジェニック / カルシウム標識蛍光タンパク / オプトジェネティックス / 仮想現実空間 / 終脳 / レーザー顕微鏡 / 2光子レーザー顕微鏡 / 意志決定 / 回避学習 / 蛍光カルシウム 濃度可視化

研究成果の概要

本計画は、脊椎動物で最も簡単な構造の脳を持つゼブラフィッシュの成魚の終脳を使って、意思決定に関わる神経細胞の活動を可視化し、意思決定の神経メカニズムを究明することが目的である。「逃げろルール」と「とどまれルール」の2つのルールが、終能外套部の2つの異なる神経細胞群の活動により別々に読み出されることを示した。腹側手綱核と，それに繋がる正中縫線核のセロトニン神経細胞が、条件刺激の提示に対して負の価値予測を反映していることを示した。さらに、ゼブラフィッシュ成魚で仮想現実空間システムを完成させて、視覚イメージの提示中に、成魚の全脳の神経活動を観察できるシステムの構築行った。

研究成果

• [雑誌論文] Cellular Clocks in AVP Neurons of the SCN Are Critical for Interneuronal Coupling Regulating Circadian Behavior Rhythm. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mieda M, Ono D, Hasegawa E, Okamoto H, Honma K, Honma S, Sakurai T.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 85 号: 5 ページ: 1103-1116
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2015.02.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Precise in-frame integration of exogenous DNA mediated by CRISPR/Cas9 system in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hisano Y, Sakuma T, Nakade S, Ohga R, Ota S, Okamoto H, Yamamoto T, Kawahara A.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 8841-8841
  • DOI: 10.1038/srep08841
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduced synaptic density and deficient locomotor response in neuronal activity-regulated pentraxin 2a mutant zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Elbaz I, Lerer-Goldshtein T, Okamoto H, Appelbaum L.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 29 号: 4 ページ: 1220-1234
  • DOI: 10.1096/fj.14-258350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Y-maze avoidance: an automated and rapid associative learning paradigm in zebrafish. (2015)
  • 著者名/発表者名: Aoki R, Tsuboi T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: 91 ページ: 69-72
  • DOI: 10.1016/j.neures.2014.10.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The habenulo-raphe serotonergic circuit encodes an aversive expectation value essential for adaptive active avoidance of danger. (2014)
  • 著者名/発表者名: Amo R, Fredes F, Kinoshita M, Aoki R, Aizaw H, Agetsuma M, Aoki T, Shiraki T, Kakinuma H, Matsuda M, Yamazaki M, Takahoko M, Tsuboi T, Higashijima S, Miyasaka N, Koide T, Yabuki Y, Yoshihara Y, Fukai T and Okamoto H
  • 雑誌名: Neuron 巻: 84 号: 5 ページ: 1034-1048
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2014.10.035
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Minicerebellum, now available for reductionists' functional study. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 111 号: 32 ページ: 11580-11581
  • DOI: 10.1073/pnas.1411821111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurobiology: sensory lateralization in the fish brain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H
  • 雑誌名: Curr Biol. 巻: 24 号: 7 ページ: R285-R287
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.02.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] A zebrafish chemical suppressor screening identifies small molecule inhibitors of the Wnt/β-catenin pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishiya N, Oku Y, Kumagai Y, Sato Y, Yamaguchi E, Sasaki A, Shoji M, Ohnishi Y, Okamoto H, Uehara Y.
  • 雑誌名: Chem. Biol. 巻: 21 号: 4 ページ: 530-540
  • DOI: 10.1016/j.chembiol.2014.02.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of possible downstream genes required for the extension of peripheral axons in primary sensory neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki M, Segawa H, Naito M, Okamoto H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 445 号: 2 ページ: 357-362
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fear and Anxiety Regulation by Conserved Affective Circuits (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 雑誌名: Neuron 巻: 78(3) 号: 3 ページ: 411-413
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.04.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] The synchronous activity of lateral habenular neurons is essential for regulating hippocampal theta oscillation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidenori Aizawa, Shin Yanagihara, Megumi Kobayashi, Kazue Niisato, Takashi Takekawa, Rie Harukuni, Thomas J. McHugh, Tomoki Fukai, Yoshikazu Isomura, Hitoshi Okamoto
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 33 号: 20 ページ: 8909-8921
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4369-12.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging of Neural Ensemble for the Retrieval of a Learned Behavioral Program (2013)
  • 著者名/発表者名: Tazu Aoki
  • 雑誌名: Neuron 巻: 78 (5) 号: 5 ページ: 881-894
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.04.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of the subnuclei in rat habenula (2012)
  • 著者名/発表者名: Aizawa H, Kobayashi M, Tanaka S, Fukai T, Okamoto H.
  • 雑誌名: J Comp Neurol 巻: 520 号: 18 ページ: 4051-4066
  • DOI: 10.1002/cne.23167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of the zebrafish habenula, a possible switching board for selection of behavioral strategy to cope with fear and anxiety (2011)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Agetsuma M, Aizawa H
  • 雑誌名: Dev Neurobiol 巻: 72 号: 3 ページ: 86-394
  • DOI: 10.1002/dneu.20913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Islet1 selectively promotes peripheral axon outgrowth in Rohon-Beard primary sensory neurons (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, et. al
  • 雑誌名: Dev Dyn. 巻: 240 号: 1 ページ: 9-22
  • DOI: 10.1002/dvdy.22499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual Roles of Notch in Regulation of Apically Restricted Mitosis and Apicobasal Polarity of Neuroepithelial Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Ohata S., et. al
  • 雑誌名: Neuron 巻: 69 号: 2 ページ: 215-230
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2010.12.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Canopy1, a positive feedback regulator of FGF signaling, controls progenitor cell clustering during Kupffer's vesicle organogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui T, Thitamadee S, Murata T,Kakinuma H, Nabetani T, Hirabayashi Y,Hirate Y, Okamoto H, and Bessho Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 号: 24 ページ: 9881-9886
  • DOI: 10.1073/pnas.1017248108
  • NAID: 120005716658
  • 査読あり
• [学会発表] Role of Habenula in emotional behavior in zebrafish (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: IBRO/APRC NBRC School "Development and Functions of Brain Circuit: From Molecules to Behavior"
  • 発表場所: Haryana, India
  • 年月日: 2016-03-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 進化的保存を利用した心の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第２１回スパインフロンティア
  • 発表場所: 川越プリンスホテル（埼玉・川越）
  • 年月日: 2016-02-13
  • 招待講演
• [学会発表] Control of Social Aggression by the Habenula (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: International Symposium on Prediction and Decision Making 2015
  • 発表場所: 東京大学（東京・文京）
  • 年月日: 2015-10-31
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Control of social agression by the habenula (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: The 6th FAONS Congress and the 11th Biennial Conference of CNS
  • 発表場所: Wuzhen, China
  • 年月日: 2015-09-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Study of neural circuits for emotion using evolutionary conservation (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Neuroscience Symposium
  • 発表場所: 理化学研究所（埼玉・和光）
  • 年月日: 2015-07-31
  • 招待講演
• [学会発表] Control of social aggression by the habenula (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫・神戸）
  • 年月日: 2015-07-29
  • 招待講演
• [学会発表] Study of the neural circuits for emotion using evolutionary conservation (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference on International Brain Projects
  • 発表場所: Dushu, China
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 実験動物としてのゼブラフィッシュ入門 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第62回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都・京都）
  • 年月日: 2015-05-29
  • 招待講演
• [学会発表] Control of social aggression by the habenula (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Zebrafish Systems Biology Workshop
  • 発表場所: Ashbum, USA
  • 年月日: 2015-04-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolutionarily conserved role of the habenula in control of fear and self-conficence in aggression (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: UCSF Neuroscience Seminar
  • 発表場所: San Francisco， USA
  • 年月日: 2015-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] Control of social aggression by the habenula (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 6th Strategic Conference of Zebrafish Investigators
  • 発表場所: Pacific Grove, USA
  • 年月日: 2015-01-20
• [学会発表] 情動の神経回路 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 国際高等研究所 研究プロジェクト「精神発達障害から考察するdecision makingの分子的基盤」2014年度第1回研究会
  • 発表場所: 国際高等研究所、木津川、日本
  • 年月日: 2015-01-11
  • 招待講演
• [学会発表] Evolutionarily conserved role of the habenula in control of fear and self-confidence in aggression (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: SERB School in Neuroscience VIII "Brain Circuits"
  • 発表場所: Pune, India
  • 年月日: 2014-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] The habenulo-raphe serotonergic circuit encodes an aversive expectation value essential for adaptive active avoidance of danger (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: The 3rd Imaging Structure & Function in the Zebrafish Brain Symposium
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] 恐怖と攻撃における意思決定の神経回路 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー "情報統合による意思決定の神経基盤 -神経回路機構とその形成発達-"
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所、吹田、日本
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Genetic Analysis of Neural Circuits that Regulate Fear and Agression (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: MCDB Department Seminar
  • 発表場所: Ann Arbor, USA
  • 年月日: 2014-11-21
  • 招待講演
• [学会発表] Evolutionarily conserved role of the habenula in control of self-confidence in aggression (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: KBRI 2nd Anniversary International Symposium
  • 発表場所: Daegu, Korea
  • 年月日: 2014-11-10
  • 招待講演
• [学会発表] 闘争における自信の制御における手綱核の進化的に保存された役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜、日本
  • 年月日: 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Habenula as a switch board of emotion (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 2014 ICN/JSCPB
  • 発表場所: 札幌、日本
  • 年月日: 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] Habenula as a swtich board for emotion. (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 9th FENS forum of Neuroscience
  • 発表場所: Miran, Italy
  • 年月日: 2014-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] The ventral habenula in zebrafish assigns the negative prediction value to the conditional stimulus in the active avoidance learning (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: The 3rd European Zebrafish Principle Investigator Meeting(EZPM)
  • 発表場所: Ein-Gedi, Israel
  • 年月日: 2014-04-02
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 国際高等研究所研究プロジェクト「ゲノム工学とイメージングサイエンスに基づく生命システム研究の新展開」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-02-22
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Imaging structure and function in the zebrafish brain
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2012-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] he roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: NEUREX workshop "If only descartes had known about the habenula"
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2012-11-19
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: The neurobiology of emotion
  • 発表場所: Stresa, Italy
  • 年月日: 2012-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Conferences Asia: Neural Circuit Basis of Behavior and its Disorders
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2012-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Jenelia workshop on zebrafish genetics, transgenesis, and systems biology
  • 発表場所: Ashburn, USA
  • 年月日: 2012-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behaviour. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: XXX annual conference of Indian Academy of Neurosciences(IAN) and international symposium on translational neurosciences: Unraveling mysteries of brain in health and disease.
  • 発表場所: Amritsar, India
  • 年月日: 2012-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in aversive learning and gain of self-confidence in aggressive behavior. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Central neuroplasticity in sensory-emotional Link
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Study of neural circuits for fear-motivated behavior in zebrafish (2012)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: ISDN2012
  • 発表場所: Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-12
• [学会発表] A nobel protein, Sidertk1 supports peripheral axon extension in zebrafish primary sensory neurons by facilitating ligand-independent activation of neurotrophin receptors (2011)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: 5^<th> Asia-Oceania zebrafish meeting
  • 発表場所: CNCC (Beijing、China)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] Mechanisms underlying the emergence of vertebrate behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Developmental Neurobiology Course 2011
  • 発表場所: OIST(恩納村)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-27
• [学会発表] Habenula as a gate switch of emotion Francis Crick symposium on neuroscience
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: The changing brain
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] 攻撃行動における自信の蓄積における手綱核の関与
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanisms underlying the emergence of vertebrate behavior
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: OIST Workshop series "Developmental Neurobiology Course 2013"
  • 発表場所: 沖縄
  • 招待講演
• [学会発表] Zebrafish as a model system for study of fear
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Summer school Utrecht 2013 "Neural Circuit Development and Plasticity"
  • 発表場所: Utrecht, The Netherlands
  • 招待講演
• [学会発表] The habenula act as the switchboard in fear response and aggression
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 平成25年度生理学研究所研究会「感覚刺激・薬物による快・不快情動生成機構とその破綻」
  • 発表場所: 岡崎
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of the habenula in escape and aggression
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Champalimaud Neuroscience Symposium
  • 発表場所: Lisbon、Portugal
  • 招待講演
• [学会発表] The optogenetic manipulation of the ventral habenula in zebrafish reveals its roles in the assignment of the negative prediction value to the aversive cue in the active avoidance learning
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Annual meeting of the research group 1279 of the German Research Foundation "Protein-based Photoswitches as Optogenetic Tools"
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] The habenula acts as the switchboard in fear response and aggression
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 予測と意思決定国際シンポジウム / International Symposium on Prediction and Decision Making
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [学会発表] The habenula acts as the switchboard in fear response and aggression
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Cold Spring Harbor ASIA CONFERENCES “Development, Function and Disease of Neural Circuits”
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] The habenula acts as the switchboard in fear response and aggression
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Zhejiang University Neuroscience Mini-symposium
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 招待講演
• [学会発表] The optogenetic manipulation of the ventral habenula in zebrafish reveals its roles in the assignment of the negative prediction value to the aversive cue in the active avoidance learning
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: 6th Asia Oceania Zebrafish Meeting
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 招待講演
• [学会発表] The habenula acts as the switchboard in fear response and aggression
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: International Workshop on Animal Instinctive and Intelligent Behaviors
  • 発表場所: 札幌
  • 招待講演
• [学会発表] 手綱核による情動制御
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: ストレス応答制御に基づく次世代型健康寿命科学の研究拠点形成 第二回報告会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演