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2020 年度 実績報告書

感覚入力から摂食行動に至る神経回路機構の解明~嗅覚系をモデルにして~

研究課題

研究課題/領域番号 18J21358
研究機関同志社大学

研究代表者

塩谷 和基  同志社大学, 脳科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
キーワードTenia Tecta / 嗅覚 / 嗅皮質 / 内側前頭前野 / 食行動 / 電気生理 / 神経回路 / マルチニューロン
研究実績の概要

匂いを手掛かり刺激とした2種類の学習行動課題(餌報酬を用いるeating/no-eating学習行動課題、水報酬を用いるGo/No-Go学習行動課題)を遂行しているマウスからわずか0.15立方ミリと非常に小さな領域であるTenia Tecta (TT) ニューロンの活動の記録を行った。TTニューロンが匂いを手掛かりとした目標指向的行動においてどのような発火パターンを示すのかについて詳細に解析した。その結果、TTニューロンの活動は、匂いの違いよりも、課題中の行動状態で大きく変化した。また、個々のニューロンは特定の行動状態に特異的に応答しており、そのようなニューロンを多数集め活動を並べてみると、課題中の行動状態の全てをカバーするように応答していることが分かった。つまり、謎の微小領域であったTTが、単に匂いの情報処理だけでなく、匂いに基づく多様な行動状態をコードしているという新たな事実を発見した。これらは、TTニューロンが単に嗅球のボトムアップからの匂い情報をコードしているだけではなく、内側前頭前野(medial prefrontal cortex, mPFC) などからのトップダウンの入力を受けることが示唆される。この成果を論文にまとめ、国際誌に掲載した。
さらに、光遺伝学を用いて、匂いで惹起される摂食行動に対するTTの関与や、mPFCからTTへの入力の役割をさらに検証し、詳細に解析を行うことで、TTを含む嗅皮質回路とmPFCを中心とした摂食モチベーション回路間での情報処理を明らかにし、感覚入力が摂食行動のトリガーを引く神経回路メカニズムに迫ることができる。

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。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Bi-directional encoding of context-based odors and behavioral states by the nucleus of the lateral olfactory tract2021

    • 著者名/発表者名
      Tanisumi Yuta、Shiotani Kazuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102381~102381

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102381

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of non-sensory neurons in visual cortical areas to visually guided decisions in the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Osako Yuma、Ohnuki Tomoya、Tanisumi Yuta、Shiotani Kazuki、Manabe Hiroyuki、Sakurai Yoshio、Hirokawa Junya
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.03.099

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tuning of olfactory cortex ventral tenia tecta neurons to distinct task elements of goal-directed behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: 1

    • DOI

      10.7554/eLife.57268

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bi-directional encoding of context-based odor signals and behavioral states by the nucleus of the lateral olfactory tract neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Tanisumi Yuta、Shiotani Kazuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      bioRxiv (preprint)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.07.30.230060

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visually-evoked choice behavior driven by distinct population computations with non-sensory neurons in visual cortical areas2020

    • 著者名/発表者名
      Osako Yuma、Ohnuki Tomoya、Tanisumi Yuta、Shiotani Kazuki、Manabe Hiroyuki、Sakurai Yoshio、Hirokawa Junya
    • 雑誌名

      bioRxiv (preprint)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.06.15.151811

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Encoding of odor information and reward anticipation in anterior cortical amygdaloid nucleus2020

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      bioRxiv (preprint)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.11.19.390740

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 風味弁別に内側前頭前野が重要な役割を果たす2020

    • 著者名/発表者名
      塩谷和基・谷隅勇太・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
  • [学会発表] 嗅皮質亜領域ごとに異なる、匂い-行動シーン応答2020

    • 著者名/発表者名
      谷隅勇太・塩谷和基・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)

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公開日: 2021-12-27  

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