反応抑制を制御する霊長類ドーパミン神経回路基盤の解明:光技術を用いたアプローチ

• 研究課題/領域番号: 22K20676
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0704:神経科学、ブレインサイエンスおよびその関連分野
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 王 亜偉 筑波大学, 医学医療系, 研究員 (40959128)
• 研究期間 (年度): 2022-08-31 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 反応抑制 / ドーパミン / 光遺伝学 / 霊長類

研究開始時の研究の概要

我々は日常生活の多くの場面で行動を抑制することが求められる。この「反応抑制」と呼ばれる認知機能はドーパミン神経系に異常が見られる疾患で障害されるが、そのメカニズムは不明である。本研究では、線条体に入力されるドーパミンシグナルと反応抑制の能力の間に因果関係があるのかを光遺伝学によって解析し、ドーパミン－線条体神経路の役割をマカクザルを用いて明らかにする。ヒトに近縁な動物を用いた本研究の成果は、様々な精神・神経疾患で反応抑制が障害される病態の解明に寄与するとともに、新たな治療法の開発につながることが期待される。

研究成果の概要

望ましくない結果を予期すると行動を抑制する「反応抑制」は動物の生存において不可欠な認知機能である。この反応抑制機能はドーパミン神経系の異常によって障害されることが知られているが、詳細なメカニズムは未だに不明である。本研究では、ドーパミンニューロン－線条体神経路が反応抑制に果たす役割をヒトに近縁なマカクザルを用いて明らかにするため、反応抑制が求められた際に線条体に入力されるドーパミンシグナルをイメージング技術によって計測した。その結果、線条体の被殻領域のドーパミンシグナルは、眼球運動の抑制に成功した時に顕著な上昇を示したが、眼球運動の抑制に失敗した時のの上昇は認められなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大脳皮質－大脳基底核ループ回路の中でドーパミン入力を受け取る線条体に注目し、ドーパミンニューロン－線条体神経路が反応抑制に果たす役割をヒトに近縁なマカクザルを用いて、光技術を本研究に適用することによって、霊長類で発達した反応抑制を制御するドーパミン神経回路基盤を世界に先駆けて明らかにすることができると考える。ヒトに近縁なマカクザルを用いた本研究の成果は、ドーパミン神経系の異常が関係する精神・神経疾患において、反応抑制が障害されるメカニズムの解明に寄与するとともに、新たな治療法の開発につながることが期待される。