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本研究では、学習の柔軟性の背後にある神経メカニズムを理解するため、分子レベル、細胞レベルからなる線条体多階層モデルを構築し、細胞の電気生理学的な振る舞いや細胞内シグナル分子の活性化を可視化した。構築したモデルを用いてシミュレーション実験を行うことによって薬物依存における神経細胞およびシグナル伝達経路の振る舞い、さらに依存症に対する治療候補薬の効果や作用機序を予測することができた。さらに全脳レベルでの学習と神経回路の関係を調べるために数理モデルを構築した。その結果後部帯状回や後部島皮質を中心とした脳の機能的結合が学習課題への適応に関連していることを発見することができた。
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