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ヒトは、スポーツや受験勉強、仕事など、将来の目標を敢えて高く設定し、現実との間にある誤差、すなわち困難を乗り越えようと努力する。この困難を乗り越える意志力を適切に駆動できれば精神的に豊かな生活を送ることができる一方、この力が不足すると挫折を味わった後のひきこもりや抑うつなどの問題につながる。しかし、この「困難を乗り越える意志力を駆動する」神経基盤は、これまで適切な動物行動モデルが確立されていないことが障壁となり、解明されていない。我々は以前、ラットが、不確実な報酬を獲得するために報酬に関するマイナス誤差を乗り越えようと、その困難が伴わない確実な報酬を獲得する場合より、行動を早めることを見出した。この知見をもとに我々は、より厳密な行動の統制が可能な、報酬に関する困難を乗り越える意志力を駆動するラット行動モデルを開発した。その行動遂行中のラットにおいて、特に、報酬系の中心的脳領域である中脳ドパミン細胞の活動、及び、その神経回路機構について研究を進めた。まず、光遺伝学法を応用して中脳ドパミン細胞を間違いなく同定した上で、その電気活動を計測した。また、１細胞レベルのイメージング技術を用いて、細胞内カルシウム濃度を計測した。さらに、ドパミン量イメージング技術を用いて、投射先の線条体のドパミン量を計測した。その結果、中脳ドパミン細胞のうち、陰性予測誤差に対して活動が増加するものを見出した。また、線条体でのドパミン量が増加することを見出した。さらに、その神経回路の活動を光遺伝学法によって操作し、陰性予測誤差を乗り越える行動を高めている可能性を見出した。つまり、今後この新規ドパミン細胞と回路について研究を発展させる基盤となる研究を推進できた。
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