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Prefrontal regulation or dysregulation of brainstem noradrenaline for emotional control

公募研究

研究領域マルチスケール精神病態の構成的理解
研究課題/領域番号 19H05234
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
審査区分 生物系
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

JOHANSEN JOSHUA  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (80625351)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードNoradrenaline / Emotion / PTSD / Amygdala / medial prefrontal cortex / Learning & Memory / Locus Coeruleus / Prefrontal Cortex / Fear Extinction / Anxiety / prefrontal cortex / locus coeruleus / neuromodulation / emotion / anxiety disorder / stress
研究開始時の研究の概要

We will study the neural mechanisms for how emotional fear responses are controlled when they are innapropriate and how this control is dysregulated in conditions such as post-traumatic stress and anxiety disorders. Specifically we will examine how the brain noradrenaline system is regulated by the medial prefrontal cortex, a brain region important in cognition and emotional control.

研究実績の概要

Controlling and extinguishing memories of traumatic experiences is critical in the treatment of post-traumatic stress disorder and certain anxiety disorders. Dysregulation of the noradrenaline system occurs in PTSD and anxiety disorder patients, but the underlying mechanisms for this are unclear. In previous research related to this grant we showed that the locus coeruleus (LC), the major source of noradrenaline to the forebrain, contains distinct cell populations that project to the amygdala or medial prefrontal cortex (mPFC). In the last year we've established a retrograde monosynaptic rabies tracing approach in mice and rats to map the brainwide afferent inputs to these cell populations. We've found that both cell populations receive some common inputs, but certain connections are specific. Notably, amygdala projecting LC neurons preferentially receive recurrent inputs from the amygdala while mPFC projecting LC neurons preferentially receive afferents from the mPFC. This shows that recurrent connectivity is an important organizational feature of this modularly organized neuromodulatory system and provides a circuit mechanism for their unique response properties and functionality related to emotional learning and memory. We are now finalizing analysis of how stress alters this connectivity.

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 22件、 招待講演 22件)

  • [雑誌論文] Locus coeruleus: a new look at the blue spot2020

    • 著者名/発表者名
      Poe G.R., Foote S., Eschenko O., Johansen J.P., Bouret S., Aston-Jones G., Harley C.W., Manahan-Vaughan D., Weinshenker D., Valentino R, Berridge C., Chandler D.J., Waterhouse B., Sara S.J.
    • 雑誌名

      Nature Reviews Neuroscience

      巻: 21 号: 11 ページ: 644-659

    • DOI

      10.1038/s41583-020-0360-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The claustrum coordinates cortical slow-wave activity2020

    • 著者名/発表者名
      Narikiyo Kimiya、Mizuguchi Rumiko、Ajima Ayako、Shiozaki Momoko、Hamanaka Hiroki、Johansen Joshua P.、Mori Kensaku、Yoshihara Yoshihiro
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: - 号: 6 ページ: 741-753

    • DOI

      10.1038/s41593-020-0625-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Neuromodulation in circuits of aversive emotional learning2019

    • 著者名/発表者名
      Likhtik, E & Johansen, J.P.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 22 号: 10 ページ: 1586-1597

    • DOI

      10.1038/s41593-019-0503-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Teaching the Brain to Fear2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Singapore Chapter Virtual Minisymposium on Motivation & Emotion
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A sensorimotor neural circuit for transforming aversive experiences into emotional states2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Molecular Biology Society of Japan Meeting Virtual Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A sensorimotor neural circuit for transforming aversive experiences into emotional memories2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      National Institute of Physiological Sciences Learning & Memory Virtual Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Brain mechanisms for triggering and reversing aversive emotional memories2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Joint meeting of The Japan Society of Neuropsychopharmacology, The Japanese Society of Biological Psychiatry, The Japanese Society of Psychiatric Pharmacy Special Lecture
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Balancing emotional responding and flexibility in the locus coeruleus noradrenaline system2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An aversive sensorimotor circuit for instructing emotional memories2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Federation of European Neurosciences Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coordinating form and function in the locus coeruleus noradrenaline system2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      OIST Conference on "Neuromodulator; its’ function and development"
    • 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] Teaching the amygdala to fear2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Winter Conference on Brain Research
    • 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] Teaching the amygdala to fear2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Center for Information and Neural Networks (CiNet) International Symposium: The Role of Pain in Bodily Defense and Autonomy
    • 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] An integrative aversive neural circuit for instructing emotional memories2020

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      NIPS International Conference: Pain and Survival Strategy
    • 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] Midbrain circuits for teaching the amygdala to fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Hamburg PAG-function across species international meeting
    • 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] Teaching the amygdala to fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Naito conference on Integrated Sensory Sciences―Pain, Itch, Smell and Taste
    • 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] Teaching the amygdala to fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Japan-US Synapse Meeting
    • 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] Brainstem-to-amygdala control of emotional associative learning2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Mexico Society for Biochemistry Neurobiology Meeting
    • 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] Modular organization in the LC-noradrenaline system balances emotional and flexible behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Gordon Conference: Catecholamines
    • 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] Teaching the Amygdala to Fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Gordon Conference: Amygdala Function in Emotion, Cognition and Disease
    • 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] Brain circuits for triggering and reversing emotional memories2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Okinawa Institute of Science & Technology Developmental Neural Circuits Summer Course
    • 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] Teaching the amygdala to fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Japan Neuroscience Society Meeting
    • 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] Modular organization in the LC-noradrenaline system balances emotional and flexible learning states2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Focus on the Blue Spot: Function of the Locus Coeruleus in Health and Disease International Colloquium
    • 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] Teaching the amygdala to fear2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Federation of Asian and Oceanic Physiological Sciences
    • 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] Coordinating form and function in the locus coeruleus noradrenaline system2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Neuromodulation of Neural Microcircuits Conference
    • 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] Brain circuits for triggering and reversing emotional memories2019

    • 著者名/発表者名
      Joshua Johansen
    • 学会等名
      Brain Prize Announcement Conference: Proteins & Circuits in Memory
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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