Basal ganglia circuits for controlling routine and context-based behaviors

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K23778
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0704:Neuroscience, brain sciences, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Amita Hidetoshi 京都大学, 霊長類研究所, 特定助教 (80845321)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 神経科学 / 霊長類 / スキル / 黒質外側部 / ペリニューロナルネット / コンドロイチナーゼ / タッチパネル / 記憶

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the role of perineuronal nets (PNNs) in the substantia nigra pars lateralis (SNl), which is involved in visual search skill, we injected chondroitinase ABC (ChABC) bilaterally in the SNl to digest the PNNs and examined its effect on "object-reward" association learning. A rhesus monkey was asked to choose between reward object and no-reward one on a touchscreen. The monkey finally chose the correct object more than 90% rate. However, the ChABC injection impaired the "object-reward" association learning. This indicates the PNNs in SNl plays a key role in habit formation.

Free Research Field

システム神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、黒質外側部のペリニューロナルネット（PNNs）が「図形―報酬」連合学習形成に寄与していることを示唆する。黒質外側部は1か月以上にわたって長期連合記憶を保持しているが、この長期記憶がどのように形成されているかについてはまだわかっていなかった。本研究成果によりPNNsの連合記憶形成への関与が示唆されたことで、連合記憶形成の物質的基盤の解明が今後進んでいくと考えられる。今後PNNsがどのようにして記憶形成に寄与しているかを明らかにすることができれば、パーキンソン病などのスキル学習障害の治療法の開発に貢献できると期待される。