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先端的光計測・光操作技術による期待外れを乗り越える意欲の神経機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03547
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分51010:基盤脳科学関連
研究機関滋賀医科大学 (2022-2023)
京都大学 (2020-2021)

研究代表者

小川 正晃  滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00716186)

研究分担者 林 勇一郎  関西医科大学, 医学部, 博士研究員 (90378737)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード意欲 / 報酬 / 光遺伝学
研究開始時の研究の概要

物事が期待通りに行かない期待外れの場合にも、それを乗り越えようと意欲を高めることは将来の成功に繋がる重要な機能であるが、その神経メカニズムは不明である。本研究は、そのような意欲を強く誘導する動物行動モデルを開発し、光を用いた先端的な神経活動計測技術・活動操作技術を導入して、その神経メカニズムを明らかにする。その結果、意欲に関わる脳領域の本質的機能の理解を変え、期待外れを制御する他の脳領域の機能理解の革新、精神疾患の理解や治療に繋げる。

研究成果の概要

ヒトは、現状より高い目標を設定し、期待通りに行かない期待外れの場合にも、その目標を諦めるよりは、むしろ逆に乗り越えようとすることで、将来の成功に繋げる。この意欲が不足すると社会的に適応できない。しかし、期待外れを乗り越える意欲を担う神経機構は解明されていない。本研究は、光を用いた先端的な神経活動計測法や神経活動の操作法を開発・導入することによって、その神経機構を解明することを目的とした。報酬系の主な要素で従来は期待外れに対して行動を弱化する過程に重要とされてきた中脳腹側被蓋野のドーパミン細胞が、期待外れを能動的に乗り越える意欲を支える重要な神経基盤であることを、ラットを用いて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

意欲機能に果たすドーパミン細胞の役割の研究は世界中で盛んに行われており、神経科学分野における中心的な課題の一つである。これまでドーパミン細胞は、期待外れが生じると意欲を低下させると考えられてきた。一方、本研究は、期待外れが生じてもそれを乗り越える意欲を担うと考えられるドーパミン細胞の存在を明らかにした。この成果は、意欲機能に果たすドーパミン細胞の役割の理解を変える重要な成果であり、その学術的意義は高い。またドーパミン細胞は、うつ病や依存症、パーキンソン病などの精神・神経疾患と深い関わりがある。よって本研究成果は、将来的に、これらの疾患の理解と医療の変革につながる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Dopamine error signal to actively cope with lack of expected reward2023

    • 著者名/発表者名
      Ishino Seiya、Kamada Taisuke、Sarpong Gideon A.、Kitano Julia、Tsukasa Reo、Mukohira Hisa、Sun Fangmiao、Li Yulong、Kobayashi Kenta、Naoki Honda、Oishi Naoya、Ogawa Masaaki
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 10 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade5420

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 期待外れを乗り越える神経基盤2023

    • 著者名/発表者名
      小川正晃
    • 学会等名
      同志社大学心理学部 公開講演会・特別講義
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dopamine error signal to actively cope with lack of expected reward2023

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Ogawa
    • 学会等名
      Hamburg University-Kyoto University Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 期待外れを乗り越える神経メカニズム -ドーパミンの役割 -2023

    • 著者名/発表者名
      小川正晃
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A dopamine circuit for active switching toward the pursuit of future reward2022

    • 著者名/発表者名
      Seiya Ishino, Taisuke Kamada, Gideon A. Sarpong, Julia Kitano, Reo Tsukasa, Hisa Mukohira, Fangmiao Sun, Yulong Li, Kenta Kobayashi, Naoki Honda, Naoya Oishi, Masaaki Ogawa
    • 学会等名
      Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 期待外れを乗り越える神経基盤2022

    • 著者名/発表者名
      小川正晃
    • 学会等名
      2022年度 生理研研究会 大脳皮質を中心とした神経回路:構造と機能、その作動原理
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The neural basis for overcoming failure: a dopamine circuit facilitates switching toward new goals2022

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Ogawa
    • 学会等名
      The international symposium on development and plasticity of neural systems
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A potential role of mesolimbic dopamine system in overcoming omission of expected reward2021

    • 著者名/発表者名
      Seiya Ishino, Gideon Sarpong, Taisuke Kamada, Hisa Mukohira, Reo TsukaYulong Li, Naoki Honda, Kenta Kobayashi, Naoya Oishi, Masaaki Ogawasa,
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 不確実な報酬を求め続けるための中脳辺縁ドーパミン回路の潜在的役割2021

    • 著者名/発表者名
      石野誠也、鎌田泰輔、Gideon Sarpong、司玲央、向平妃沙、Yulong Li、小林憲太、本田直樹、大石直也、小川正晃
    • 学会等名
      第113回近畿生理学談話会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 報酬予測誤差に対する相反するドーパミン信号伝達2021

    • 著者名/発表者名
      小川正晃
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 陰性予測誤差を乗り越える動機づけの神経基盤2020

    • 著者名/発表者名
      小川 正晃
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 不確実な報酬への行動を強化するドーパミン細胞の潜在的役割2020

    • 著者名/発表者名
      石野 誠也, Gideon Sarpong, 鎌田 泰輔 向平 妃沙, 司 怜央, 小川 正晃
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 滋賀医科大学 生理学講座 生体システム生理学部門(小川研究室)

    • URL

      https://sites.google.com/view/ogawagroup/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 目標に向けて努力し続けられる脳の仕組みを解明―期待外れを乗り越えるためのドーパミン機能―

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-03-13

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 目標に向けて努力し続けられる脳の仕組みを解明 ―期待外れを乗り越えるためのドーパミン機能―

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/release/2023/03/post_501.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 小川正晃 研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/ogawagroup/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 京都大学医学研究科 小川正晃 研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/ogawagroup/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] SKプロジェクト・システム神経回路研究グループ

    • URL

      http://www.sk.med.kyoto-u.ac.jp/research_group/group3/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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