能動的推論に基づく意思決定の神経回路機構の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究領域: 神経回路センサスに基づく適応機能の構築と遷移バイオメカニズム
• 研究課題/領域番号: 22H05520
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 岡本 仁 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40183769)
• 研究期間 (年度): 2022-06-16 – 2024-03-31
• キーワード: ゼブラフィッシュ / 意思決定 / 背側被蓋 / 基底核 / 直接経路 / 間接経路 / 脚内核 / 遺伝子発現プロファイリング

研究実績の概要

1: ゼブラフィッシュの終脳の神経回路網の解析: 終脳深部の各種神経細胞を標識したり操作するため、各種とタンスジェニック系統(抑制性神経細胞： Tg[gad67:gal4]、線条体直接路神経細胞に相当する細胞：Tg[tac1:gal4]、線条体間接路神経細胞に相当する細胞：Tg[penk:gal4]、淡蒼球神経細胞に相当する細胞：Tg[nkx2.1b:gal4]、 淡蒼球の一部の神経細胞： Tg[npy:gal4])を使って、終脳神経細胞群が形成する回路網の解析をおこなった。その結果、淡蒼球に相当する背側脚内核にはNPY陽性と陰性の細胞が存在し、NPY陽性の細胞は哺乳類には存在しないゼブラフィッシュ特有の物で、哺乳類の皮質に相当する外套部に直接神経を投射することを確定した。

２：淡蒼球相当部位の神経細胞の遺伝子発現プロファイリング: 背側脚内核や外側外套下部は哺乳類の淡蒼球に相当すると考えられる。この部分には、NPY陽性細胞以外の細胞については特異的分子マーカーが知られていないので、その活動を計測したり特異的に操作することが難しい。この問題を克服するために、　1細胞遺伝子発現プロファイリングを、所属機関で利用可能な10xGenomics Chromiumを使って行った。その結果、背側脚内核の抑制性神経細胞が５種類のクラスターに分類されることを発見した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [学会発表] 脳は、どのようにして望むべき状態を予測し、それを実現させるのか? (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡本仁
  • 学会等名: 名古屋大学 GTRセミナー / アドバンス生命理学特論
  • 招待講演
• [学会発表] Zebrafish National Bioresource Project in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Korea Animal Model Archive (KAMA) Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Search for the neural substrate for the internal model which predicts favorable future state, and how it is used for behavioral optimization? (2022)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Seminar at Chungnam National University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Search for the neural substrate for the internal model which predicts favorable future state, and how it is used for behavioral optimization? (2022)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology "Neurocircuitry of Social Behavior"
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] How does zebrafish predict the future and use the prediction for decision-making? (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanimoto
  • 学会等名: 第28回小型魚類研究会
• [学会発表] ゼブラフィッシュの大脳基底核における目標指向行動のための価値情報の機能的分離と統合 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷本悠生
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
  • 国際学会
• [学会発表] 成魚ゼブラフィッシュの学習と意思決定における外套と外套下部に投射するセロトニンニューロン軸索の活動と機能の差異 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柴山 康太郎
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
  • 国際学会
• [学会発表] Quest for the neural circuits to optimize behavior by minimization of prediction error (2022)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ゼブラフィッシュ淡蒼球内節推定部位における神経細胞タイプの同定 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柿沼久哉
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
  • 国際学会
• [学会発表] The difference of activities of serotonergic axons in the dorsal pallium and the sub-pallium during learningand decision-making of adult zebrafish (2022)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Shibayama
  • 学会等名: Imaging Structure and Function of the Zebrafish Brain Conference
  • 国際学会
• [学会発表] How can zebrafish make prediction, culculate prediction error, and use it for behavioral optimization? (2022)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Okamoto
  • 学会等名: Imaging Structure and Function of the Zebrafish Brain Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 意思決定回路動態研究チーム（岡本 仁）:情動と社会性による行動プログラムの制御機構の解明をめざす。
  • URL: https://cbs.riken.jp/jp/faculty/h.okamoto/index.html
• [備考] 意思決定の仕組みを探る
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=nrJJNBqONdU
• [備考] ゼブラフィッシュから迫る、ヒトの心や行動制御の原理
  • URL: https://www.riken.jp/pr/closeup/2021/20211227_1/index.html
• [備考] 腹が減っては戦に負けぬ －空腹の魚が闘争に敗北しにくくなる神経メカニズムを解明－
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=FurG6gS49bg