コリン作動系リズムによる線条体マイクロサーキットの認知柔軟性メカニズム

胆碱能节律驱动的纹状体微电路的认知灵活性机制

基本信息

批准号：
21K03131
负责人：
岡田佳奈
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03131/
关键词：
神経回路網

项目摘要

本研究は、線条体内のマイクロサーキット中に大きな役割を占めるコリン作動性介在神経細胞が、前頭前野や視床からの情報入力の変化を起因とする機能的変容によって認知柔軟性にどのような役割を果たすのかを生理心理学的に検討することを目的としている。背内側線条体コリン作動性介在神経細胞は、生体に課せられた課題条件によって、行動の柔軟性を亢進したり抑制したりすることを可能にする双方向制御機能を持つことが分かっている。この行動柔軟性の双方向制御機能を線条体コリン作動性介在神経細胞が実現するにあたり、当該細胞に線条体内のマイクロサーキットや前頭前や視床髄板内核からの入力がどの様に作用しているのかを明らかにすることは、行動の変容を促す作用と行動の変容を保留する作用の統合の結果である行動柔軟性の実行システムの解明において重要であり、その解明によって得られた知見は、強迫神経症やパーキンソン病に対する臨床的応用や人間の日常的な環境変化や社会変動に対する適応に関して有用となる可能性がある。本年度は、背内側線条体コリン作動性神経細胞がこの両作用の統合にどのように関与しているのか検討するため、Cre-loxpシステムを用いて背内側線条体コリン作動性神経細胞特異的に化学受容体を発現させ、当該細胞の抑制の時期によって動物が行動柔軟性をどの様に示すかを調べる実験に取り掛かった。また、行動柔軟性を要求する課題中の前頭前野や視床、線条体の電気生理学的活動と動物の行動変容との相関を検討するため、迷路課題中の動物の行動バターンを収集・分類し、各行動パターンと相関する電気生理学的現象を明らかにしようとしている。

本研究旨在研究胆碱能中间神经元在纹状体微电路中发挥重要作用，通过前额皮质和丘脑信息输入变化引起的功能变化来影响认知灵活性。本研究的目的是从生理学角度进行检查。以及心理上这是否可能。已知背内侧纹状体胆碱能中间神经元具有双向控制功能，使它们能够根据施加给生物体的任务条件来增强或抑制行为灵活性。为了使纹状体胆碱能中间神经元实现这种行为灵活性的双向控制功能，来自纹状体内的微电路以及来自丘脑的前额叶和层内核的输入如何作用于这些细胞？阐明行为灵活性的执行系统是很重要的，它是暂停动作整合的结果，从这一阐明中获得的知识将有助于强迫症和帕金森病的临床应用，并有助于理解行为的变化。人类日常环境可能有助于适应社会变化。今年，为了研究背内侧纹状体胆碱能神经元如何参与这两种效应的整合，我们将使用 Cre-loxp 系统专门针对背内侧纹状体胆碱能神经元，我们开始了表达化学感受器并检查动物如何表现出行为的实验。灵活性取决于细胞抑制的时间。此外，为了检查动物在需要行为灵活性和行为变化的任务中前额皮质、丘脑和纹状体的电生理活动之间的相关性，我们收集并分类了迷宫任务中动物的行为模式。阐明与每种行为模式相关的电生理现象。