腹側手綱核-縫線核経路による強化学習シグナルの制御

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危険を察知した際には、反射的なパニック行動に陥るよりも、有効な積極的な回避行動を学習していくことは生存において重要であり、進化的に保存された機能である。このような機能を担う学習システムとして予測誤差を学習シグナルとする強化学習が挙げられる。これまでにゼブラフィッシュ腹側手綱核-縫線核経路が予測誤差演算のため必須となる予測価値をコードすることを 明らかにしてきた。本研究は、この予測価値伝達経路を足がかりに予測誤差演算の神経回路基盤を明らかにすることを目指した。本年度は、腹側手綱核-縫線核経路が予測価値情報を伝達する領域および細胞を同定するため順向性経シナプス標識の実験系の立ち上げを目標とした。これまでに順行性経シナプス標識が可能な vesicular somatitis virus (VSV) が生体ゼブラフィッシュ脳への遺伝子導入に利用できることを確認してきた。ウイルスの構成に必須となる外被糖タンパク質を欠き単独での増殖を失ったΔG-VSV変異体を利用し、ASLV-A envelope glycoprotein (EnvA)に偽型させることで、EnvA受容体であるavian tumor virus receptor (TVA)を発現する細胞に特異的な感染を行なう。本研究では既に作成してあった腹側手綱核特異的なGAL4VP16系統とゼブラフィッシュ成体脳における電気穿孔法による遺伝子導入を組み合わせることで、腹側手綱核特異的な外被糖タンパク質およびEnvAの発現を実現した。また、これらの分子を発現するトランスジェニック系統の作成も進めており、今後はこれらの系を利用することで腹側手綱核-縫線核経路特異的な標識を実現し、その情報伝達先を同定できると予想される。