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霊長類ドーパミン経路における価値判断を操作するスパイクパターンの同定

公募研究

研究領域脳情報動態を規定する多領野連関と並列処理
研究課題/領域番号 18H05131
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都大学

研究代表者

雨森 賢一  京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (70344471)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード霊長類 / DREADD / 不安障害 / 意思決定 / 側坐核 / 腹側被蓋野 / 接近回避葛藤 / 化学遺伝学 / 線条体 / 不安と葛藤 / ドーパミン / 情動 / 大脳基底核
研究実績の概要

近年、不安障害や鬱病に因果的に関わると考えられる神経回路が、大脳辺縁系-基底核に広く分散して存在することがわかってきた。この「不安回路」の下流域には、側坐核 (NAc) や線条体ストリオソーム構造があり、ドーパミン (DA) 細胞に直接投射している。このことから申請者は、不安障害や鬱病に伴う罰の過大評価は NAc による DA 制御の異常によって引き起こされる、という仮説を立てた。この仮説を検証するために、罰の価値判断を定量的に評価できる接近回避 (Approach-Avoidance, Ap-Av) の葛藤課題をマカクザルに訓練する。課題遂行中に、化学遺伝学手法を用いて NAc から腹側被蓋野 (VTA) 内の DA 細胞へ至る経路を選択的に操作する。この操作により罰の価値判断がどのように変化するかを Ap-Av 葛藤課題を用いてを行動レベルで評価し、NAc-VTA 経路が「不安」状態の生成に因果的に関わることを示す。同時に DA 細胞応答を記録し、NAc-DA 制御を単一細胞レベルで分析する。また大脳基底核の広範囲な領野から、多点埋め込み電極によって神経活動を同時記録し「不安」状態の神経活動指標 を見つけ出す。鬱や不安障害に因果的に関わる局所回路が、どのように DA 応答を制御し、どのように「不安」状態が引き起こすのかを、ヒトと相同な脳構造を持つ霊長類において包括的に明らかにし、ヒトの精神障害の治療につながる神経操作技術の確立に寄与する。
2019年度は、筆頭著者として2つの論文を出版(うち一つは責任著者)、共著者として2つの論文を出版した。また、12の口頭発表を行った。4つの競争的資金を獲得した。
研究では、行動課題遂行中のマカクザルに化学遺伝学的手法を適用し、NAcの選択的な活動の抑制を行い、行動の変化と神経活動の抑制的変化を観察した。この研究成果を学会で発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件、 招待講演 17件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ハーバード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ブラウン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Approach-Avoidance Conflict in Major Depressive Disorder: Congruent Neural Findings in Humans and Nonhuman Primates2020

    • 著者名/発表者名
      Ironside Maria、Amemori Ken-ichi、McGrath Callie L.、Pedersen Mads Lund、Kang Min Su、Amemori Satoko、Frank Michael J.、Graybiel Ann M.、Pizzagalli Diego A.
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry

      巻: 87 号: 5 ページ: 399-408

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2019.08.022

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Striatal Beta Oscillation and Neuronal Activity in the Primate Caudate Nucleus Differentially Represent Valence and Arousal Under Approach-Avoidance Conflict2020

    • 著者名/発表者名
      Amemori Ken-ichi、Amemori Satoko、Gibson Daniel J.、Graybiel Ann M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 14 ページ: 89-89

    • DOI

      10.3389/fnins.2020.00089

    • NAID

      120006826716

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstimulation of primate neocortex targeting striosomes induces negative decision‐making2020

    • 著者名/発表者名
      Amemori Satoko、Amemori Ken‐ichi、Yoshida Tomoko、Papageorgiou Georgios K.、Xu Rui、Shimazu Hideki、Desimone Robert、Graybiel Ann M.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 51 号: 3 ページ: 731-741

    • DOI

      10.1111/ejn.14555

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Predominant Striatal Input to the Lateral Habenula in Macaques Comes from Striosomes2019

    • 著者名/発表者名
      Hong Simon、Amemori Satoko、Chung Emily、Gibson Daniel J.、Amemori Ken-ichi、Graybiel Ann M.
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 29 号: 1 ページ: 51-61.e5

    • DOI

      10.1016/j.cub.2018.11.008

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Striatal Microstimulation Induces Persistent and Repetitive Negative Decision-Making Predicted by Striatal Beta-Band Oscillation2018

    • 著者名/発表者名
      Amemori Ken-ichi、Amemori Satoko、Gibson Daniel J.、Graybiel Ann M.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 99 号: 4 ページ: 829-841.e6

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2018.07.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Miniaturized neural system for chronic, local intracerebral drug delivery2018

    • 著者名/発表者名
      Dagdeviren Canan、Ramadi Khalil B.、Joe Pauline、Spencer Kevin、Schwerdt Helen N.、Shimazu Hideki、Delcasso Sebastien、Amemori Ken-ichi、Nunez-Lopez Carlos、Graybiel Ann M.、Cima Michael J.、Langer Robert
    • 雑誌名

      Science Translational Medicine

      巻: 10 号: 425 ページ: 2742-2742

    • DOI

      10.1126/scitranslmed.aan2742

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Role of striosome-matrix compartments in modular reinforcement learning: how striatal dysfunction induces persistent and repetitive decision-making2020

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      MACS International Symposium: Computational principles in active perception and reinforcement learning 2020年2月14日 MACS教育プログラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physiological and Genetic Approaches to Identify Primate Cortico-Basal Ganglia Structures Generating Anxiety2020

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      ASHBi SEMINAR
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Striatal beta oscillation in the primate caudate nucleus sequentially responded to valence and arousal under approach-avoidance conflict2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      「オシロロジー」 2019 年度第2回領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Physiological and Genetic Approaches to Identify Primate Striatal Structures Causally Involved in Generating Anxiety2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      第4回「脳情報動態」領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトとマカクザルで共通した不安と葛藤に対する帯状回応答2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      第176回 白眉セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接近回避葛藤下の意思決定を制御する前帯状皮質膝前部-ストリオソーム回路2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      第6回アジア神経精神薬理学会(AsCNP2019、第49回日本神経精神薬理学会(JSNP2019)、 第29回日本臨床精神神経薬理学会(JSCNP2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 霊長類尾状核のベータ波活動と神経活動は葛藤下の意思決定の価値と意欲を別々に再現する2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      NEURO2019 (第42回日本神経科学大会、第62回日本神経化学会大会) 2019年7月27日
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primate cortico-striosome circuit was causally related to the induction of pessimistic decision-making2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      Neuroscience 2019 サテライトシンポジウム 大脳基底核の機能と疾患の新たな理解~基礎と臨床~
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 接近回避葛藤下の意思決定を制御する前帯状皮質膝前部-ストリオソーム回路2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      「脳情報動態」第3回領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Striatal beta oscillation and neuronal activity in the primate caudate nucleus differentially represent valence and arousal under approach-avoidance conflict2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      「オシロロジー」 2019 年度第 1 回領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 霊長類の不安回路を計算論でひも解く2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会 企画セッション「22世紀チャレンジ」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 接近回避葛藤下の意思決定をコントロールする帯状回皮質-ストリオソーム回路2019

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 学会等名
      生命機能研究科セミナー (大阪大学基礎工学部)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortico-basal ganglia circuits generating anxiety-like states in primates.2018

    • 著者名/発表者名
      K Amemori
    • 学会等名
      German?Japanese Workshop, New Directions In Systems Neuroscience (University of T?bingen)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A cortico-basal ganglia circuit generating anxiety-like state in primates.2018

    • 著者名/発表者名
      K Amemori
    • 学会等名
      Hakubi Annual Report (Kyoto University) 2019.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortico-striosome pathway in decision-making and anxiety2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      The Hakubi Autumn Camp (Hakubi Center, Kyoto University)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dissociable roles of cortico-striatal circuits in inducing abnormally repetitive negative decisions in primates2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Interdisciplinary Seminar on Primatology (Primate Research Institute, Kyoto University)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of primate emotional circuits controlling anxiety and persistency2018

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Amemori
    • 学会等名
      Conference for Joint Usage (Kyoto University Primate Research Institute)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Beta oscillations in the primate striatum predict repetitive negative decision-making states induced by microstimulation2018

    • 著者名/発表者名
      Amemori K, Amemori S, Gibson DJ, Graybiel AM
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Abstract
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Computational phenotyping of brain-behavioral relationships underlying approach-avoidance decision making in major depressive disorder2018

    • 著者名/発表者名
      Pedersen ML, Ironside M, McGrath CL, Amemori K, Kang M, Graybiel AM, Frank MJ, Pizzagalli DA
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Abstract
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical recording of striatal dopamine in non-human primates performing reward-biased tasks2018

    • 著者名/発表者名
      Schwerdt HN, Stanwicks L, Amemori K, Shimazu H, Yoshida T, Amemori S, Langer R, Cima MJ, Graybiel AM
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Abstract
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstimulation of primate caudate nucleus induces an abnormal repetition of negative decisions predicted by beta oscillatory activity2018

    • 著者名/発表者名
      K Amemori, S Amemori, DJ Gibson, AM Graybiel
    • 学会等名
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] ブレインサイエンスレビュー2020

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      クバプロ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Clinical Neuroscience2020

    • 著者名/発表者名
      雨森 賢一
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      中外医薬
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 持続する悲観的な意思決定の源となる神経メカニズムを解明 -不安が頭から離れない原因とは-

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180809_5.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Neuroscientists get at the roots of pessimism

    • URL

      http://news.mit.edu/2018/neuroscientists-brain-caudate-nucleus-pessimism-decision-making-0809

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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