大脳皮質－線条体経路特異的な光遺伝学的操作による適応行動の神経機序の解明

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行動した結果（報酬や罰）をもとに次の行動を選択する場面における大脳皮質－基底核回路の脳領域間を結ぶ神経経路の役割を明らかにするために、この回路を構成する２つの経路（大脳皮質二次運動野－線条体経路と大脳皮質前頭眼窩野－線条体経路）が果たす役割を明らかにすることが主目的である。本研究では、二次運動野－線条体経路は報酬が得られる不確定性が低い時により貢献し、前頭眼窩野－線条体経路は不確定性が高い時に貢献すると仮説をたて、報酬獲得の不確定性が異なる条件下で、２つの神経経路が適切な行動の選択に果たす役割は何かを問う。２０２２年度は二次運動野と前頭眼窩野から線条体に投射する経路にチャネルロドプシン（ChR2）を発現させるために、終止コドンカセットの下流にChR2遺伝子を持つ遺伝子改変マウス（Rosa-ChR2-EYFPマウス）の線条体背側中央部に逆行性アデノ随伴ウイルス（AAVrg-Ef1a-mCherry-IRES-Cre）を局所的に注入し、この線条体の亜領域に投射する二次運動野と前頭眼窩野の投射性神経細胞にCreリコンビナーゼを発現させ、その結果、ChR2-EYFPを発現する2領野の場所を解剖学的に確認した。課題遂行中のマウスから神経活動を慢性的に記録するために、テトロード電極を脳内に刺入するマイクロドライブを外科的にマウス頭部に埋め込み、運動課題遂行中のマウスの一次運動野からリーチング運動関連の神経活動を電気生理学的に記録する手法を確立した。