2022 Fiscal Year Annual Research Report
先端的光計測・光操作技術による期待外れを乗り越える意欲の神経機構の解明
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20H03547
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
小川 正晃 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (00716186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 勇一郎 関西医科大学, 医学部, 博士研究員 (90378737)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 報酬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光による、先端的な神経活動計測法や神経活動の操作法を開発・導入することによって、期待外れを乗り越える意欲を担う神経機構を解明することを目的とした。具体的には、報酬系の主な要素で従来は期待外れに対して行動を弱化する過程に重要とされてきた中脳ドパミン細胞が、期待外れを能動的に乗り越える意欲機能を支えることを、ラットを用いて明らかにした。
第一に、これまでに見出していた新規ドーパミン細胞の活動の性質を明らかにした。小型の埋め込み型蛍光顕微鏡を用いた中脳ドパミン細胞からの１細胞レベルのカルシウムイメージング技術を用いて、不確実な報酬を求める行動課題を遂行中のラットの神経活動計測を進めた。期待外れが生じる瞬間に細胞内カルシウム量が増加する新規ドーパミン細胞が、前側の腹側被蓋野に約半数存在することを確認し、データ解析を完了した。また、確率的な報酬を消去する課題や、能動的に報酬を求める課題から受動的に求めるパブロフ型課題に変える行動課題において、側坐核に伝わる新規ドーパミン信号について検討し、期待外れに能動的に対処するための誤差信号を担うという結論を得た。さらに、1細胞レベルで多数のドパミン細胞の活動を同時に精密に計測するための機器セットアップを終えた。第二に、新規ドパミン細胞の活動が行動に果たす因果的役割を解明した。期待外れを乗り越えると報酬が得られる行動課題において、腹側被蓋野のドーパミン細胞からの側坐核の投射神経回路を光刺激することで、期待外れを乗り越える行動が強化されることを見出し、詳細なデータ解析を行ってその因果的役割を解明した。以上の結果を論文として、国際誌に発表した（Ishino et al., Science Advances, 2023）。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] A dopamine circuit for active switching toward the pursuit of future reward2022
Author(s)
Seiya Ishino, Taisuke Kamada, Gideon A. Sarpong, Julia Kitano, Reo Tsukasa, Hisa Mukohira, Fangmiao Sun, Yulong Li, Kenta Kobayashi, Naoki Honda, Naoya Oishi, Masaaki Ogawa
Organizer
Neuroscience 2022
Int'l Joint Research
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