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より多くの報酬・富を得るために、数ある選択肢の中から適切な行動を適切なタイミングで遂行していくことは、脳の重要な機能の一つである。これまでの研究により、互いに神経連絡を持つ複数の脳領域が行動選択時の意思決定に関与していることが示唆されてきた。しかし、それらの脳領域での意思決定に関わる神経活動が、最終的にどのように行動出力を制御するのか、その神経メカニズムは明らかになっていない。これを明らかにするため、本研究では、電気生理学的手法、光遺伝学的手法、ウィルストレーシング法を組み合わせ、意思決定に関わる脳領域から行動出力領域へと伝達される神経活動を記録し、また活動操作する。
昨年度までに、光遺伝学的手法を用いることで、限局した中脳部位のグルタミン酸神経の活性化により歩行・走行運動が誘発されることを明らかにした。今年度は、頭部固定マウスが歩行運動を用いて報酬を取りに行く行動課題中に、この歩行誘発領域から多点電極を用いて電気生理学的神経活動記録を行った。これにより、この領域に実際報酬を取りに行くために歩行運動をする際に活性化される神経細胞が多数存在することが示唆された。
また、この中脳領域へと出力する神経細胞を持つ脳領域を特定するために、逆行性ウイルストレーサーを歩行誘発部位に注入する実験を行った。これにより、前頭皮質、頭頂皮質、大脳基底核、視床下部、小脳などの脳領域の中の限局した部位に存在する細胞が、中脳の歩行誘発領域に出力していることが明らかとなった。
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