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2016 年度 実績報告書

状況特異的な報酬学習記憶の高次制御機構

公募研究

研究領域多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
研究課題/領域番号 16H01288
研究機関京都大学

研究代表者

小川 正晃  京都大学, 医学研究科, 講師 (00716186)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード報酬 / 眼窩前頭皮質
研究実績の概要

我々ヒトを含めた動物がより豊かに生きるためには、時々刻々変化する外界・内的状況に応じて、報酬に関連する重要な情報を、適切な情動を保ちつつ学習記憶し、後の行動に素早く柔軟に活かす必要がある。前頭前野の一領域である眼窩前頭皮質(Orbitofrontal cortex, OFC)はこのような「状況特異的な報酬学習記憶の高次制御」を行いうるが、従来の研究では秒単位の状況およびタイミング特異的なOFCの因果的役割を支える神経回路メカニズムは未解明である。
そこで、まず野生型(WT)のマウスにて、条件刺激1ー報酬獲得、および条件刺激2ー報酬なしの関係をまず学習させ、その関係を後に逆転させる(刺激1-報酬なし、刺激2ー報酬あり)逆転学習課題を確立した。次に、OFCにウイルスベクターを用いて赤色反応性の抑制性光遺伝学分子を発現し、上記の逆転学習時において、条件刺激1提示後の報酬が提示されなくなることをマウスが認識するタイミング特異的に眼窩前頭皮質の活動を抑制した。すると、条件刺激1に対する反応行動抑制(消去学習)が有意に遅延した。さらに興味深いことに、次の、新しく報酬提示された条件刺激2に対する反応行動の上昇も遅延した。さらに、OFCの層構造特異的な抑制による効果について検討するために遺伝子改変マウスを導入した。予備実験において、全層抑制とは異なる効果を見出している。また、ラットでOFCの神経回路特異的な活動を記録するために、OFC神経回路に逆行性ウイルスを用いてチャネルロドプシンを発現する予備実験を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた、マウスの条件刺激ー報酬間関係の逆転学習における眼窩前頭皮質の神経回路特異的な役割を明らかにするための研究材料の準備、樹立とともに、成果を得ている。また、ラットにおける類似の課題において、眼窩前頭皮質の神経回路の機能を検討するための準備を終え、データ取得を開始している。

今後の研究の推進方策

マウスの当初予定していた、マウスの条件刺激ー報酬間関係の逆転学習における眼窩前頭皮質の神経回路特異的な役割については、現在得ている予備成果を確かめて、必要なデータを得て、論文にまとめる。ラットについては、予定している実験の準備はできているので、データ取得に集中する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Hippocampal-prefrontal theta phase synchrony in planning of multi-step actions based on memory retrieval.2017

    • 著者名/発表者名
      Seiya Ishino, Susumu Takahashi, Masaaki Ogawa, Yoshio Sakurai.
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1111/ejn.13547

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Optogenetic analysis of neuronal network of medullary respiratory center in brainstem-spinal cord preparations from transgenic newborn rats expressing Archaerhodopsin in Phox2b positive cells.2016

    • 著者名/発表者名
      ONIMARU H, IKEDA K, OGAWA M, IHARA KI, KOBAYASHI K, KAWAKAMI K
    • 学会等名
      NEUROSCIENCE 2016
    • 発表場所
      サンディエゴ(アメリカ)
    • 年月日
      2016-11-13 – 2016-11-13
    • 国際学会
  • [学会発表] 逆転学習における時間特異的な眼窩前頭皮質の因果的役割2016

    • 著者名/発表者名
      小川正晃、伊佐正
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20 – 2016-07-20

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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