反応抑制を制御する霊長類ドーパミン神経回路基盤の解明:光技術を用いたアプローチ

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我々は変化し続ける環境において、望ましくない結果を生じる行動を抑制することが求められる。この「反応抑制」と呼ばれる認知機能には、運動制御を担う大脳皮質－大脳基底核ループ回路が重要な役割を果たすことが知られている。ドーパミン神経系はこのループ回路の機能を支える主要な構成要素であるが、ドーパミン神経系がどのようなメカニズムで反応抑制を制御しているのか、また、ドーパミン神経系の活動と反応抑制の能力との因果関係は不明である。本研究では、大脳皮質－大脳基底核ループ回路の中でドーパミン入力を受け取る線条体に注目し、イメージング技術と光遺伝学技術を用い、反応抑制が求められた際に線条体に入力されるドーパミンシグナルを同定し、このドーパミンシグナルと反応抑制の能力との因果関係をヒトに近縁なマカクザルを用いて明らかにする。この問いに答えるために、本研究では以下の２つの実験を計画している。実験①:ドーパミン入力を受け取るマカクザルの線条体に注目し、反応抑制が求められた際に線条体に入力されるドーパミンシグナルをイメージング技術によって計測する。実験②:各線条体サブ領域に入力されるそのドーパミンシグナルと反応抑制の能力の間に因果関係があるのかを光遺伝学によって解析する。初年度では、１頭目のサルの課題訓練を完了させた。また、課題に関連する脳領域である線条体を同定し、ターゲット脳領域にウイルスベクター注入を行い、ドーパミンイメージング実験の記録を開始した。