負の情動下における、セロトニン投射を介した行動制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18K07356
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分51020:認知脳科学関連
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 安田 正治 関西医科大学, 医学部, 講師 (90744110)
• 研究分担者: 永安 一樹 京都大学, 薬学研究科, 助教 (00717902)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018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 / 情動 / ストレス / 背側縫線核 / セロトニン / 光遺伝学 / 黒質網様部 / 認知 / 報酬 / 自律神経 / 光遺伝学的

研究成果の概要

我々は心理的負荷の下であっても、しばしば正しい意思決定を下すことができる。こうした負の情動への耐性メカニズムを明らかにするため、本研究では情動との関連の深い脳内セロトニン系の機能解析を行った。認知行動課題遂行中のサルにおいて、セロトニンニューロンが多数存在する背側縫線核において神経活動を計測し、負の情動を表現するニューロンによって、適切な意思決定が予測的に表現されることを見出した。また光遺伝学によりセロトニン系を選択的に活性化させ、報酬差に基づく情動関連行動への影響を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

レジリエンスとは、不利な状況下での行動劣化を防ぐ能力のことである。こうした能力は様々な情動の影響を受ける日々の意思決定において発揮される。また鬱などの気分障害と認知機能低下との関係は度々報告されており、こうした情動下での認知的行動がどのような神経基盤により行われているのか、これまでよく調べられて来なかった。本研究で見出された、サルセロトニン系による、情動と意思決定シグナルの相互作用そして情動的行動への関与は、情動系がいかにして心的ストレスへの耐性発揮や行動制御へ寄与しているのか、その神経基の解明に繋がる。

研究成果

• [雑誌論文] Prediction of pharmacological activities from chemical structures with graph convolutional neural networks (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakai Miyuki、Nagayasu Kazuki、Shibui Norihiro、Andoh Chihiro、Takayama Kaito、Shirakawa Hisashi、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 525-525
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80113-7
  • NAID: 120006951708
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Role of Dorsal Raphe Serotonin Neurons in the Balance between Reward and Aversion (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagai Yuma、Takayama Kaito、Nishitani Naoya、Andoh Chihiro、Koda Masashi、Shirakawa Hisashi、Nakagawa Takayuki、Nagayasu Kazuki、Yamanaka Akihiro、Kaneko Shuji
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 6 ページ: 2160-2160
  • DOI: 10.3390/ijms21062160
  • NAID: 120006826701
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acute restraint stress augments the rewarding memory of cocaine through activation of α1 adrenoceptors in the medial prefrontal cortex of mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Wada, S., Yanagida, J., Sasase, H., Zhang, T., Li, X., Kamii, H., Domoto, M., Deyama, S., Hinoi, E., Yamanaka, A., Nishitani, N., Nagayasu, K., Kaneko, S., Minami, M., Kaneda, K.
  • 雑誌名: Neuropharmacology 巻: 166 ページ: 107968-107968
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2020.107968
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Combined representation of emotional salience and decision signals in primate dorsal raphe nucleus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Yasuda, Yasumas Ueda, Kae Nakamura
  • 学会等名: Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Combined representation of emotional arousal and decision signals in primate dorsal raphe nucleus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Yasuda, Yasumas Ueda, Kae Nakamura
  • 学会等名: The Japan Neuroscience Society
  • 国際学会