2019 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science |
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| Project/Area Number |
16H06568
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
疋田 貴俊 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70421378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
マクファーソン トム 大阪大学, 蛋白質研究所, 特任助教(常勤) (40821898)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 大脳基底核 / 意思決定 / 大脳皮質 / 神経回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
報酬/目的指向行動において大脳皮質内側前頭前野-側坐核-視床のループ回路が重要である。我々は側坐核の直接路と間接路が報酬/目的指向行動において異なる役割を担っていることを示してきた。しかしながら、側坐核の直接路と間接路による大脳皮質内側前頭前野-側坐核-視床のループ回路の制御機構は未解明の点が残っている。そこで、可逆的神経伝達遮断法を用いて側坐核の直接路あるいは間接路のそれぞれの神経伝達を特異的に遮断し、大脳皮質内側前頭前野の遺伝子発現の違いを調べた。RNAシークエンスによる遺伝子発現の定量後に、EdgeRとVoomの２種類の解析を行い、直接路遮断による変化遺伝子と間接路遮断による変化遺伝子を同定した。パスウエイ解析を行うと、直接路遮断により大脳皮質内側前頭前野で発現量が減少した遺伝子群と、間接路遮断により大脳皮質内側前頭前野で発現量が増加した遺伝子群に精神神経疾患関連遺伝子が含まれていた。大脳皮質内側前頭前野の変化遺伝子がどの細胞群に属するかを、TRAP法で同定されている細胞特異的遺伝子セットと比較することにより、5b層と6層の錐体細胞に含まれる遺伝子群は直接路遮断と間接路遮断の両方で発現量減少が見られるのに対して、5a層の錐体細胞に含まれる遺伝子群は直接路遮断で発言量増加、間接路遮断で発現量減少が見られた。これらの結果は側坐核の直接路と間接路がそれぞれ大脳皮質内側前頭前野の回路特異的に遺伝子発現を制御していることが明らかになった。
今後は引き続き、報酬/目的指向行動とその柔軟性における大脳基底核神経回路機構を解析するとともに、精神神経疾患の分子・回路病態を探る。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
報酬/目的指向行動における大脳皮質内側前頭前野-側坐核-視床のループ回路制御の分子機構を明らかにすることができ、論文発表を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
タッチスクリーン認知学習課題による報酬学習とその柔軟性の神経回路機構を明らかにする。報酬/目的指向行動下での脳内イメージングを行い、神経機構の解明を人工知能を応用しながら進めていく。
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