情動適応・変容における大規模神経機能ネットワーク動態の解明

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生体に必要な生理的ストレス反応と、情動機能の変調を引き起こす過度のストレスによる脳内反応の神経基盤の相違点を明らかにするため、本研究では脳全体を対象として、ストレスによるFos発現を指標とした神経活動のイメージング解析を行うことにより、情動変容に関わる神経回路の特定とその機能を細胞レベルで解明することを目的とする。昨年度までに単回の社会的敗北ストレスに比べて、繰り返し社会的敗北ストレスにより青斑核など脳領域において活性化した神経細胞数が２倍以上に増加することを見出した。これらの脳領域のストレス応答における役割を明らかにするため、青斑核全体の化学遺伝学的な活動抑制や、アドレナリン受容体阻害薬を用いた行動薬理学的実験を実施した結果、いずれもストレスによる社会回避行動を抑制することを見出した。また、単回と繰り返しの社会的敗北ストレスにより活性化する細胞集団について、それぞれの軸索投射パターンについて検証した結果、単回ストレスでは主に海馬や大脳皮質に投射する細胞集団が活性化するのに対し、繰り返しストレスでは皮質下の神経核に投射する細胞集団が活性化しており、ストレス間で異なる細胞サブタイプが活性化する可能性を見出した。加えて、Fos発現を指標とした神経活動解析よりも時間分解能に優れるカルシウム応答を指標として、ファイバーフォトメトリー法を用いてストレス経験中の神経活動動態を計測した結果、海馬・皮質に主に投射する細胞と皮質下に投射する細胞では、活動亢進が生じる行動イベントが異なることを見いたした。