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大脳基底核は運動機能、報酬・忌避行動、意思決定を司り、その障害はパーキンソン病や薬物依存症などの精神神経疾患につながる。いままでに、大脳基底核神経回路の直接路と間接路のそれぞれに特異的な可逆的神経伝達阻止法(Reversible Neurotransmission Blocking; RNB法)を開発し、直接路は報酬行動と薬物依存症に、間接路は忌避行動にそれぞれ関与することを見いだしてきた。本研究は、報酬・忌避行動や意志決定における大脳基底核神経回路の制御機構を解明することを目的とした。大脳基底核神経回路の直接路と間接路のそれぞれに特異的な可逆的神経伝達阻止法を一側の側坐核に適応し、その反対側の側坐核にさまざまな神経伝達物質受容体のアゴニストやアンタゴニストを投与した後に、行動観察をするasymmetric RNB法を開発することによって、報酬行動には直接路D1ドーパミン受容体の活性化が、忌避行動及び行動柔軟性には間接路D2受容体の不活性化が、それぞれ重要であることを示してきた。さらに忌避行動には間接路のシナプス可塑性が関与することから、報酬・忌避行動において、ドーパミン神経伝達の変化によって、直接路と間接路の情報伝達効率の可塑性によるスイッチングが起こることが分かってきた。これらの結果から報酬・忌避行動と意志決定における大脳基底核神経回路の制御機構を提唱した。新しく解明した大脳基底核神経回路における情報伝達の統合と処理の様式から、精神神経疾患の神経回路から見た病態解明と治療法開発へつなげたい。
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