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2016 年度 実績報告書

視床CM核―線条体系による行動選択の学習と制御の神経回路基盤

研究課題

研究課題/領域番号 26290009
研究機関玉川大学

研究代表者

木村 實  玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (40118451)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード神経科学 / 生理学 / 意志決定 / 大脳基底核 / 視床
研究実績の概要

本研究課題の目的は、行動学習と行動選択の大脳基底核の神経回路メカニズムを明らかにすることである。27年度までの研究によって、1.視床CM核にはLLF、SLF細胞の他に、感覚刺激には応答しないNSF細胞が多数存在すること、2.NSF細胞は行動文脈の中から報酬に連合した選択肢を予測し、報酬に連合した選択肢を素早く、確実に実行できるように予めバイアスをかけること、3.LLF細胞はこのバイアスを外界から求められる行動に反映させるはたらきを持つことを明らかにした。27年度の成果は2点である。
1.LLF、SLF、NSFの中いずれの細胞が線条体に投射するかを調べた。線条体(被殻)に刺入している電極から電流パルスを流すことによって、視床CM細胞が逆行性活動電位を発生させるかどうかを調べた。逆行性活動電位かどうかは、CM細胞の自発放電と被殻刺激に由来する活動電位が衝突することで確認できる。9個のNSF細胞と13個のLLF細胞についてこのテストを行い、4個のLLF細胞の活動電位が被殻の刺激によって逆行性に伝道する活動電位と衝突することを確認し、視床線条体投射細胞であることを明らかにした。SLF、NSF細胞が線条体に投射するかどうかについては、今回の研究でテストした細胞数が少ないために結論することができず、今後の課題として残された。
2.SLF細胞について、GO/NOGO課題、HOLD-GO課題、HOLD-CUE-GO課題で放電活動を調べた結果、文脈(行動と報酬の連合)や報酬を得るまでの手続きが変更されてSurprise“びっくり”が起こった時に、特異的に活動をすることを見出した。この活動が線条体に投射されて、刺激-行動-報酬の連合学習に導くことを示唆する。Journal of Neural Transmission誌にReview論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] In Vivo Spiking Dynamics of Intra- and Extratelencephalic Projection Neurons in Rat Motor Cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Saiki A, Sakai Y, Fukabori R, Soma S, Yoshida J, Kawabata M, Yawo H, Kobayashi K, Kimura M, Isomura Y
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/cercor/bhx012

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Roles of centromedian parafascicular nuclei of thalamus and cholinergic interneurons in the dorsal striatum in associative learning of environmental events2017

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka K, Hori Y, Minamimoto T, Yamada H, Matsumoto N, Enomoto K, Aosaki T, Graybiel AM, Kimura M
    • 雑誌名

      Journal of Neural Transmission

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00702-017-1713-z

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characteristics of fast-spiking neurons in the striatum of behaving monkeys2016

    • 著者名/発表者名
      Yamada H, Inokawa H, Hori Y, Pan X, Matsuzaki R, Nakamura K, Samejima K, Shidara M, Kimura M, Sakagami M, Minamimoto T
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 105 ページ: 2-18

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.10.003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Roles of thalamostriatal projection from posterior intralaminar nuclei in associative learning of external events2016

    • 著者名/発表者名
      木村 實
    • 学会等名
      国際シンポジウムComputational Basal Ganglia
    • 発表場所
      自然科学研究機構生理学研究所(愛知県岡崎市)
    • 年月日
      2016-12-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Activity of dopamine D2 receptor-expressing striatal neurons during decision-making task2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nonomura, K. Yamanaka, K. Nishizawa, K. Kobayashi, Y. Sakai1, Y. Kawaguchi, A. Nambu, Y. Isomura, M. Kimura
    • 学会等名
      第39回日本神経科学学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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