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ドーパミンニューロンは報酬シグナルを伝達する神経系として注目されているが、その異常は認知機能障害や運動機能障害など、必ずしも報酬機能とは関係のない障害も生じさせる。本研究では、「行動抑制」と呼ばれる認知機能に注目し、この機能に対するドーパミン神経系の役割を解析した。そのため、行動抑制を必要とする課題をサルにおこなわせ、課題遂行中のサルの黒質緻密部／腹側被蓋野からドーパミンニューロンの神経活動を記録し、また、その投射を受ける線条体からも神経活動を記録した。その結果、黒質緻密部背外側部にあるドーパミンニューロンが行動抑制に関わる神経シグナルを伝達していることが明らかになった。これらのドーパミンニューロンは、行動を抑制するようにサルに指示すると強く興奮した。黒質緻密部腹内側部や腹側被蓋野にあるドーパミンニューロンではこのような神経シグナルは確認できなかった。また、線条体の中でも特に背外側に分布するニューロンが、行動抑制に関わる神経シグナルを伝達することが明らかになった。さらに、背側線条体へのドーパミン入力と行動抑制の能力との因果関係を調べる目的で、行動抑制課題をおこなっているサルの背側線条体にドーパミンＤ１受容体拮抗薬とＤ２受容体拮抗薬を注入したところ、どちらの拮抗薬によっても行動抑制の成績が低下した。以上の結果から、ドーパミンニューロン－背側線条体神経回路は、Ｄ１受容体・Ｄ２受容体の両者を介し、行動抑制の制御に関わると考えられる。そして、因果関係の解析をさらに進めるため、マカクザルのドーパミンニューロンをターゲットにした光遺伝学技術の開発をおこない、光によるドーパミンニューロンの活動操作に成功した。今後、この手法を用いて、ドーパミンニューロンから背側線条体に伝達されるシグナルを活性化させるとサルの行動抑制の能力が向上するのかなど、因果関係についての解析を進めて行く。
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