社会的闘争を制御する神経回路機構

• 研究課題/領域番号: 16H06317
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 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, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40183769)
• 研究期間 (年度): 2016-05-31 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 185,770千円 (直接経費: 142,900千円、間接経費: 42,870千円); 2020年度: 32,500千円 (直接経費: 25,000千円、間接経費: 7,500千円); 2019年度: 35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円); 2018年度: 30,550千円 (直接経費: 23,500千円、間接経費: 7,050千円); 2017年度: 31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円); 2016年度: 56,160千円 (直接経費: 43,200千円、間接経費: 12,960千円)
• キーワード: 手綱核 / 脚間核 / 社会的闘争 / ゼブラフィッシュ / マウス / オレキシン / AMPA型グルタミン酸受容体 / スプライシング / セロトニン / 勝者と敗者 / 縫線核 / アセチルコリン / サブスタンス P / 勝敗 / 遺伝子操作

研究成果の概要

手綱は、進化的に最も保存された脳の部分の 1 つであり、嫌悪刺激に対処するための行動の制御における役割で知られている。 ゼブラフィッシュでは、社会的闘争において支配的か服従的に行動するかの選択の制御において、背側手綱からその標的である脚間核までの2つの平行な神経経路が重要な役割を果たす。それぞれの経路は、その結合強度が空腹などの魚の内部状態に応じて可変的であり、注意を自分自身か外部に向けるかにおいても重要な役割を果す。 即ち手綱核が、自分自身の身体の状況に注意を払う勝者として、または他者や外界に注意を払う敗者として振る舞うかを制御するスイッチボードとして働く可能性が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

闘争による社会的上下関係の決定は、動物だけで無く、人間でも見られる過程である。また、敗者が、敗北の記憶によって敗者となり続けるという現象は、人間の社会的振る舞いでも共通してみられる。この様な行動の脳科学的解明は、極めて社会的意義が大きい。また、社会的引きこもり等の治療などにも、研究の成果が利用される可能背が高い。また、いわゆるハングリー精神と言われる、闘争をあきらめない心の仕組みの一端を明らかにしたことは、社会的にも大きな関心を呼んだ。さらに、手綱核から脚間核への２本の神経経路が、動物が注意を外界と内面のどちらに向けるかのスイッチとして働く可能性は、今後の注意研究への重要な足がかりとなる。

評価記号

検証結果 (区分)

A

研究成果

• [国際共同研究] Bar-Ilan University(イスラエル)
• [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)
• [雑誌論文] Habenula as the experience-dependent controlling switchboard of behavior and attention in social conflict and learning. (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H, Cherng BW, Nakajo H, Chou MY, Kinoshita M.
  • 雑誌名: Curr Opin Neurobiol. 巻: 68 ページ: 36-43
  • DOI: 10.1016/j.conb.2020.12.005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Dorsal Lateral Habenula-Interpeduncular Nucleus Pathway Is Essential for Left-Right-Dependent Decision Making in Zebrafish. (2020)
  • 著者名/発表者名: Cherng BW, Islam T, Torigoe M, Tsuboi T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 32 号: 11 ページ: 108143-108143
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108143
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hunger Potentiates the Habenular Winner Pathway for Social Conflict by Orexin-Promoted Biased Alternative Splicing of the AMPA Receptor Gene (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajo Haruna、Chou Ming-Yi、Kinoshita Masae、Appelbaum Lior、Shimazaki Hideaki、Tsuboi Takashi、Okamoto Hitoshi
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 31 号: 12 ページ: 107790-107790
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107790
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Wide and Deep Imaging of Neuronal Activities by a Wearable NeuroImager Reveals Premotor Activity in the Whole Motor Cortex (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kobayashi, Tanvir Islam, Masaaki Sato, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi & Hitoshi Okamoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 8366-8366
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44146-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Behavioral Paradigm to Induce Repeated Social Defeats in Zebrafish (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakajo H, Tsuboi T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: S0168-0102(19)30590-5. ページ: 24-32
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.11.004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pkd2l1 is required for mechanoception in cerebrospinal fluid-contacting neurons and maintenance of spine curvature. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sternberg JR, Prendergast AE, Brosse L, Cantaut-Belarif Y, Thouvenin O, Orts-Del'Immagine A, Castillo L, Djenoune L, Kurisu S, McDearmid JR, Bardet PL, Boccara C, Okamoto H, Delmas P, Wyart C.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 9 号: 1 ページ: 3804-3804
  • DOI: 10.1038/s41467-018-06225-x
  • NAID: 120006780674
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Optical measurement of neuronal activity in the developing cerebellum of zebrafish using voltage-sensitive dye imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Okumura Kanoko、Kakinuma Hisaya、Amo Ryunosuke、Okamoto Hitoshi、Yamasu Kyo、Tsuda Sachiko
  • 雑誌名: NeuroReport 巻: 29 号: 16 ページ: 1349-1354
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000001113
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Small GTPase R-Ras participates in neural tube formation in zebrafish embryonic spinal cord. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohata S, Uga H, Okamoto H, Katada T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 501 ページ: 786-790
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Optical interrogation of neuronal circuitry in zebrafish using genetically encoded voltage indicators (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa Hiroaki、Okumura Kanoko、Hiyoshi Kanae、Maruyama Kazuhiro、Kakinuma Hisaya、Amo Ryunosuke、Okamoto Hitoshi、Yamasu Kyo、Tsuda Sachiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 6048-6048
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23906-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 同種間の社会的闘争を制御する神経回路 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 69 ページ: 10-13
• [雑誌論文] Social conflict resolution regulated by two dorsal habenular subregions in zebrafish. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chou, M-Y., Amo, R., Kinoshita, M., Cherng, B-W., Shimazaki, H., Agetsuma, M., Shiraki, T., Aoki, T., Yamazaki, M., Higashijima, S., and Okamoto, H.
  • 雑誌名: Science 巻: 352 号: 6281 ページ: 87-90
  • DOI: 10.1126/science.aac9508
  • 査読あり
• [雑誌論文] For Motor Adjustments, Serotonin Steps In. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto H.
  • 雑誌名: Cell 巻: 167 号: 4 ページ: 886-887
  • DOI: 10.1016/j.cell.2016.10.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulating the Cellular Circadian Period of Arginine Vasopressin Neurons Alters the Behavioral Circadian Period. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mieda M, Okamoto H, Sakurai T.
  • 雑誌名: Curr Biol. 巻: S0960-9822(16) 号: 18 ページ: 30773-4
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.07.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The dorsal lateral habenula-interpeduncular nucleus pathway is essential for left-right dependent decision making in zebrafish (2020)
  • 著者名/発表者名: Cherng Bor-Wei Bruce
  • 学会等名: 第43回日本神経科学大会
• [学会発表] Goal directed behavior based on future prediction by adult zebrafish. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Francis Crick Symposium - Transforming Neurosciences: Questions & Experiments
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of social conflict by the synaptic plasticity in the habenuro-interpeduncular pathway. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Neurobiology of behavior and Neuropsychiatric disorders
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of social conflict by the synaptic plasticity in the habenulo-interpeduncular pathway. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: 6th Congress of AsCNP
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] in-vivo imaging of the telencephalic activities in the closed-loop virtual reality environment revealed active inference in decision making. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dissecting our mind based on evolutionaly conservation (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Biohub Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] in-vivo imaging of the telencephalic neural activities in the closed-loop virtual reality environment revealed active inference in decision making (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 8th strategic conference of zebrafish investigators
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] How does social conflict affect the synapticplasticity in habenulo-interpeduncular pathway? (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 9th FAOPS Congress
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The evolutionary conserved mechanisms for the regulation of social conflict by the habenula (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 22nd Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The active inference in decision making by adult zebrafish revealed by in-vivo imaging of the telencephalic neural activities in the closed-loop virtual reality environment (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 2018 Zebrafish Neuroethology Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] None-fishly tale of fish decision making: What can we learn from fish about our mind? (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Developmental Neurobiology Course 2018
  • 招待講演
• [学会発表] The active inference in decision making by adult zebrafish revealed by in-vivo imaging of the telencephalic neural activities in the closed-loop virtual reality environment (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 平成 30 年度生理学研究所研究会「認知神経科学の先端 知覚学習と運動学習」
  • 招待講演
• [学会発表] Dissecting our mind based on evolutionary conservation (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Symposium on Systems Neuroscience
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Dissecting our mind based on evolutionary conservation (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: ICOB Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The active inference in decision making by adult zebrafish revealed by in-vivo imaging of the telencephalic neural activities in the closed-loop virtual reality environment (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 2018 Imaging Structure and Function in the Zebrafish Brain Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The active inference in decision making by adult zebrafish revealed by in-vivo imaging of the telencephalic neural activities in the closed-loop virtual reality environment (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Neuroscience Interest Group External Seminar Series 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 体の痛み、心の痛み、共感 (2017)
  • 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」2016年度第1回研究会
  • 発表場所: 国際高等研究所(京都、木津川)
  • 年月日: 2017-02-19
  • 招待講演
• [学会発表] In-vivo imaging of telencephalic neural activity in adult zebrafish in the closed-loop virtual reality envirnment (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: The 7th Strategic conference of Zebrafish Investigators
  • 発表場所: Pacific Grove, USA
  • 年月日: 2017-01-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光遺伝学による情動行動の制御機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第64回日本実験動物学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] The sedative effect of the cholinergic transmission in the habenulo-interpeduncular pathway in social conflict (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: International Workshop on Zebrafish Neural Circuits and Behavior
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The sedative effect of the cholinergic transmission in the habenulo-interpedunclar pathway in social conflict (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Molecular and Cellular Mechanisms Underlying Mood： From Well Being to Disorders
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 進化的比較から解き明かされる意思決定の仕組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 東京理科大学研究推進機構総合研究院脳学際研究部門 第1回公開シンポジウム 脳の理科～脳の謎に挑む
  • 招待講演
• [学会発表] In-vivo imaging of telencephalic neural activities in adult zebrafish in the closed-loop virtual reality environment (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第44回内藤コンファレンス Decision Making in the Brain―Motivation, Prediction, and Learning 意思決定の脳科学―動機、予測と学習
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] he sedative effect of the cholinergic transmission in the habenulo- interpeduncular pathway in social conflict (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: MyNEURO 2017 “Reconnecting the Synapses”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The sedative effect of the cholinergic transmission in the habenulo-interpeduncular pathway in social conflict (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 招待講演
• [学会発表] Evolutionarily conserved role of the habenula in resolution of social conflict (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 5th IIIS Symposium 32nd Wako Workshop Joint Meeting -Solving the mystery of sleep-
  • 発表場所: 東京コンファレンスセンター(東京、品川）
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evolutionarily conserved role of the habenula in resolution of social conflict (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所 The 1903rd Biological Symposium
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡、三島)
  • 年月日: 2016-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] Live imaging of the whole-brain neural activities in adult zebrafish under the closed- loop virtual reality environment (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第３回名古屋大学神経回路国際シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知、名古屋）
  • 年月日: 2016-07-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 社会的闘争の解決における進化的に保存された手綱核の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 第４６回日本神経精神薬理学会年会
  • 発表場所: 韓国、ソウル
  • 年月日: 2016-07-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Control of social conflict by the habenula (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: Laterarl Habenula under the spotlight
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2016-06-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://cbs.riken.jp/jp/faculty/h.okamoto/
• [備考] Keynote Lecture in Neuromatch Conference
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=YoSZZQ1BSkM
• [備考] テレ朝ニュース“ハングリー精神”魚で証明「空腹で粘り強くなる」[2020/06/25 12:37]
  • URL: https://news.tv-asahi.co.jp/news_society/articles/000186978.html
• [備考] ANN News Channel、「腹ペコ」のほうが勝率高い！「ハングリー精神」の解明へ
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=BGZ9nwhmLyU
• [備考] 動物の争いでいつ降参するかを決める神経回路
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160401_1/
• [備考] 脳神経科学研究センター 意思決定回路動態研究チーム 岡本 仁
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/cbs/neur_circ_dyn_decision_making/
• [備考] 意思決定回路動態研究チームオリジナルホームページ
  • URL: http://dgr.brain.riken.jp
• [備考] 理化学研究所、脳科学総合研究センター、研究室案内
  • URL: http://www.brain.riken.jp/jp/faculty/details/37
• [備考] 理化学研究所、脳科学総合研究センター、発生遺伝子制御研究チーム、ホームページ
  • URL: http://dgr.brain.riken.jp