習慣・目的志向行動の脳内機構の構成論的解明

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ヒトや動物は，ひとつの状況に対して複数の行動戦略を用意し，その戦略を使い分ける．本研究は，戦略切り替えの神経回路基盤を，神経科学と機械学習を統合した学際的手法で解明する．具体的には，マウスの行動実験と行動モデル化，マウスの神経活動計測と操作を用いる．次年度は，まず，初年度に構築したマウスの行動課題を継続して実施した．行動課題は，音周波数の遷移確率pを操作することで，習慣行動・目的志向行動を分離できる．本研究では，p=0.8に設定した切り替え条件とp=0.2の連続条件を，別々の野生型マウスで実施した．次に，合計12匹のマウス (4匹の連続条件，8匹の切り替え条件) で，大脳新皮質の前頭葉・頭頂葉・聴覚野の神経活動を大規模計測した．これまでに，2万細胞以上の神経活動を計測した．予備的な解析の結果，前頭葉だけでなく，頭頂葉や聴覚野でも，習慣行動・目的志向行動の両行動に相関する神経活動を発見した．今後，詳細な神経活動解析を実施する．次に，行動課題時のマウスで，神経活動を抑制する実験系を整えた．上述の神経活動解析の結果，前頭葉が習慣行動・目的志向行動に寄与する可能性がある．そこで，GtACR2を発現したアデノ随伴ウイルスを前頭葉に注入し，行動課題時に前頭葉を光抑制する実験系を開発した．また，前年度に引き続き，ChR2を抑制性細胞に発現した遺伝子改変マウスで，背側皮質の各領野を抑制する実験も実施した．結果を解析中である．