サルDREADDシステムを利用したギャンブラーの誤謬を生み出す神経回路の解明

• 研究課題/領域番号: 17K13275
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 基盤・社会脳科学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 藤本 淳 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 脳機能イメージング研究部, 研究員(任常) (20756390)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: サル / ギャンブル / 意思決定 / DREADDs / 腹側淡蒼球 / 腹側被蓋野 / ドーパミン / ゴール指向型行動 / ギャンブル依存症 / DREADD / 大脳基底核 / 報酬 / 認知バイアス / ギャンブラーの誤謬

研究実績の概要

サルを用いた実験に先立ち実施していたギャンブル依存症（GD）患者を対象とした脳画像研究について、解析を進め論文を発表した（Fujimoto et al., Transl Psych, 2017）。続いて、サルのリスク下意思決定の神経メカニズムについて調べるため、サル用の意思決定課題を開発した。行動データについて経済学モデルを用いた解析を行ったところ、サルのリスク選好性は従来の報告より多様であることが明らかとなった（Fujimoto and Minamimoto, under review）。また、類似の意思決定課題遂行中の大脳基底核における神経活動記録実験を行い、腹側淡蒼球（VP）が尾状核吻内側部（rmCD）より強い報酬価値表現を持つことがわかり、リスク下意思決定にも関連する基底核局所回路の仕組みが明らかとなった（Fujimoto et al., J Neurosci, 2019）。これらの知見をもとにリスク下意思決定に関連する神経ネットワークを明らかにするため、代表的な化学遺伝学的手法であるDREADDsの改良を進め、従来のDREADDアゴニストであるCNOに比べ選択性や脳透過性、代謝安定性が大幅に改善された新規アゴニストの開発に成功した（Nagai et al., under review）。抑制性のDREADDであるhM4DiをVPや腹側被蓋野に導入し、人工受容体の発現をPETイメージングを用いて確認し、これらが生体内で機能するという予備的な知見を得た。これらの成果から、リスク下意思決定に関連する神経ネットワークの一部が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Signaling Incentive and Drive in the Primate Ventral Pallidum for Motivational Control of Goal-Directed Action (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Atsushi、Hori Yukiko、Nagai Yuji、Kikuchi Erika、Oyama Kei、Suhara Tetsuya、Minamimoto Takafumi
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 39 号: 10 ページ: 1793-1804
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2399-18.2018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deficit of state-dependent risk attitude modulation in gambling disorder (2017)
  • 著者名/発表者名: A Fujimoto, K Tsurumi, R Kawada, T Murao, H Takeuchi, T Murai & H Takahashi
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 7 号: 4 ページ: e1085-e1085
  • DOI: 10.1038/tp.2017.55
  • NAID: 120006027095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Impact of reward prediction error on value-based decision-making (2018)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fujimoto, Yuji Nagai, Yukiko Hori, Kei Oyama, Naohisa Miyakawa and Takafumi Minamimoto
  • 学会等名: International workshop on “Monitoring and manipulating brain function in non-human primates”
  • 国際学会
• [学会発表] Encoding expected reward value for formulating goal-directed decision in the rostromedical caudate and the ventral pallidum (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Fujimoto, Yukiko Hori, Yuji Nagai, Erika Kikuchi, Kevin W McCairn, Toshiyuki Hirabayashi, Masahiko Takada, Tetsuya Suhara, Takafumi MinamimotoAtsushi Fujimoto, Yukiko Hori, Yuji Nagai, Erika Kikuchi, Kevin W McCairn, Toshiyuki Hirabayashi, Masahiko Takada, Tetsuya Suhara, Takafumi Minamimoto
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2017 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ゴール指向型行動に関わるサル吻内側尾状核および腹側淡蒼球における報酬価値表現 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本 淳、堀 由紀子、永井 裕司、菊池 瑛理佳、ケビン マッケイン、平林 敏行、高田 昌彦、須原 哲也、南本 敬史
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会