Circuitry and behavioral decisions in the mouse olfactory system

小鼠嗅觉系统的电路和行为决定

基本信息

批准号：
22H00433
负责人：
坂野仁
金额：
$ 27.46万
依托单位：
University of Fukui
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究プロジェクトではこれ迄、嗅覚情報が受容された後の価値付け及び情動・行動の出力判断に焦点を当てて研究を行なってきた。その結果、嗅覚情報は本能回路と学習回路の2つの独立した神経回路によって、それぞれ先天的な判断と記憶・経験に基く判断が独立して下される事が明らかとなった。本能判断に関しては、一次投射を介して嗅球上の機能ドメインに仕分けられた匂いのシグナルが、直接扁桃体の価値付け領野に配信される事で匂いの質感が判断され、それによって誘導される神経調節物質 (neuro-modulators) によって情感が決まり、出力行動が発動されるという、匂い情報の入力から出力迄の大筋が見えてきた。一方、記憶に基く学習判断に関しては、嗅球上に糸球体の発火パターンとして展開される匂い地図 (odor map) が梨状皮質で識別され、それをいはばQRコードとして、以前その匂いに連関していた情景シーンが呼び起こされる事が明らかになってきた。この記憶経験に基く判断では、その匂いが前回好ましいものであったか、忌避すべきものであったかによって、以前と同じ価値付け回路が活性化され、情動・行動の出力判断の下される事が見えてきた。当グループでは更に、上記2つの判断の間を埋める第3のストラテジーとして、匂い入力依存的に生じる臨界期における刷り込みについて解析してきた。これは新生仔期に入力した匂い情報によって、その匂いの先天的な質感が誘引的に変更される神経活動依存的な回路修飾で、当グループではこれが嗅球内の糸球体で生じるシナプス強化によるものである事を明らかにし、そのシグナル分子と価値付けに関わる分子の同定を行なった。本研究では、大体の枠組みの見えてきた上記3つのプロセスに関して、更にその分子基盤を固めるべく実験を行っている。

到目前为止，该研究项目主要集中在收到嗅觉信息后的评估和情绪/行为输出判断。由此可知，嗅觉信息是由本能回路和学习回路这两个独立的神经回路处理的，并且独立地做出先天判断以及基于记忆和经验的判断。在本能判断方面，气味信号通过初级投射被分类到嗅球上的功能域，并直接传递到杏仁核的评价区域，从而判断气味的质地，从而诱导神经调节。嗅觉信息从输入到输出的过程轮廓已经清晰：情绪由物质（神经调节剂）决定，输出行为被激活。另一方面，关于基于记忆的学习决策，在梨状皮层中识别出作为嗅球上的肾小球放电模式而开发的气味图，然后将其用作与气味相关联的二维码。很明显，刚才发生的场景正在被唤起。在基于这种记忆体验的判断中，与以前相同的评估电路被激活，取决于气味是令人想要的还是需要避免的，并做出关于情绪和行为的输出的决定。我们的小组还分析了根据气味输入而发生的关键时期的印记，作为弥补上述两种判断之间差距的第三种策略。这是一种依赖于神经活动的回路修饰，其中气味的固有结构被新生儿时期的气味信息输入所吸引，我们的小组认为这是由于嗅球内肾小球中发生的突触强化所致。澄清了这种情况，并确定了信号分子和参与赋值的分子。在这项研究中，我们正在进行实验，以进一步巩固上述三个过程的分子基础，并确定了总体框架。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

嗅覚研究から見える脳のしくみ

通过嗅觉研究大脑如何工作

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
科学第1～4回
影响因子：
0
作者：
森　憲作;坂野　仁
通讯作者：
坂野　仁

ワイズマン研究所(イスラエル)

魏茨曼研究所（以色列）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Olfactory perception during the respiratory cycle in mice

小鼠呼吸周期中的嗅觉感知

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Tomoaki Kajiwara;Yoshihiro Yoshitake;Megumi Iwano;Shogo Kawamura;Yukiko Yasui;Shohei Yamaoka;Takayuki Kohchi;金宥利,後藤昂宏,川口大地,後藤由季子;Hitoshi Sakano
通讯作者：
Hitoshi Sakano

ペンシルべニア州立大学/スタンフォード大学/カリフォルニア大学バークレー校(米国)

宾夕法尼亚州立大学/斯坦福大学/加州大学伯克利分校（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Neural Circuitry for Stress Information of Environmental and Internal Odor Worlds.

DOI：
10.3389/fnbeh.2022.943647
发表时间：
2022
期刊：
Frontiers in behavioral neuroscience
影响因子：
3
作者：
通讯作者：

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通讯作者：
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