2014/07/22 榎本

Natural Neural Projection Dynamics Underlying Social Behavior
Gunaydin LA, Grosenick L, Finkelstein JC, Kauvar IV, Fenno LE, Adhikari A, Lammel S, Mirzabekov JJ, Airan RD, Zalocusky KA, Tye KM, Anikeeva P, Malenka RC, Deisseroth K.
Cell. 2014 Jun 19;157(7):1535-51

Highlights

• Fiber photometry enables recording of neural projection activity in behaving mice
• VTA-NAc projection activity encodes and predicts social interaction
• Optogenetic control of VTA DA neurons bidirectionally modulates social behavior
• Elevating VTA-NAc activity and NAc D1R signaling increases social behavior

マウスの社会行動発現に必要不可欠な神経回路はVTAからNAcへと投射するドパミン細胞であり、かつそれはD1受容体依存的であることを、光遺伝学的手法と脳深部からのカルシウムイメージング法を組み合わせた、ファイバー・フォトメトリーとかいう新しい手法によって突き止めたという研究です。Social interactionとかいうてもにおいをかぐとかそのていどの……まあ、マウスやしね……。

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2014/04/08 山中

Basal ganglia subcircuits distinctively encode the parsing and concatenation of action sequences
Jin X, Tecuapetla F, Costa RM.
Nat Neurosci. 2014 Mar;17(3):423-30. doi: 10.1038/nn.3632. Epub 2014 Jan 26.

行動シーケンスの学習に大脳基底核回路がどのように関与しているのか、電気生理とオプトジェネティクスを用いた細胞同定の技術でアプローチしています。

主な結果は、
(1) Sustained/Inhibited type neuron
行動シーケンス(高速4回レバー押し)を学習したマウスの線条体・淡蒼球外節(GPe)・黒質網様部(SNr)の神経活動を記録すると、シーケンスのStart/Stop(レバー押しの1回目and/or4回目に選択的)信号をコードする細胞(Jin and Costa, 2010)に加えて、そのシーケンスの間中、持続的に放電増加(Sustained type)する細胞や放電の減少(Inhibited type)を示す細胞が見つかった。

(2) 細胞タイプと領域のコントラスト
埋め込み式のワイヤ電極で留置して同じ領域から記録
OptogeneticsでD1/D2MSNsを同定、
- 線条体D1MSN：Sustained type
- 線条体D2MSN：Inhibited type
- GPe(indirect pathway, D2MSNの投射先)：Sustained type
- SNr(direct pathway, D1MSNの投射先)：Inhibited type

結論として、
Start/Stop signal → "parsing" of action sequence
Sustained/Inhibited signal → "concatenation" of action sequence

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Ref.
Start/stop signals emerge in nigrostriatal circuits during sequence learning
Jin X, Costa RM.
Nature. 2010 Jul 22;466(7305):457-62. doi: 10.1038/nature09263.

2014/02/14 木村

大脳基底核機能の深い理解のためには、情報表現とその統合の計算論的意義を理解するだけでは不十分で、情報表現とその統合を実現する神経回路の理解が必須であるというメッセージをお届けするために、以下の2編の論文を紹介して、議論したいと思います。

Transient stimulation of distinct subpopulations of striatal neurons mimics changes in action value
Tai LH, Lee AM, Benavidez N, Bonci A, Wilbrecht L.
Nat Neurosci. 2012 Sep;15(9):1281-9. doi: 10.1038/nn.3188. Epub 2012 Aug 19.

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Control of basal ganglia output by direct and indirect pathway projection neurons
Freeze BS, Kravitz AV, Hammack N, Berke JD, Kreitzer AC.
J Neurosci. 2013 Nov 20;33(47):18531-9. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1278-13.2013.

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セミナーのページで過去の紹介論文をチェックしたところ、最初の論文は2012年に鮫島さんが紹介しているようですが、上のメッセージと関連して紹介し、議論させてください。

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2013/05/17 鮫島

私は、PNASに出ていたFEF へのドーパミンD2作動薬・D1拮抗薬の意思決定への影響を調べ、計算モデルで再現したSoltaniらの論文を紹介します。

Dissociable dopaminergic control of saccadic target selection and its implications for reward modulation.
Soltani A, Noudoost B, Moore T.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Feb 26;110(9):3579-84.

ドーパミンの影響は強化学習などでは線条体や皮質ー線条体シナプス可塑性に関連づけた仮説によって説明されてきていますし私もそれに乗っかっていますが、皮質でのドーパミンの影響についてはあまり知られていないのが現状だろうと思います。特に前頭葉のD1/D2 受容体の意思決定における役割について考えるきっかけになればとおもいます。よろしくお願いします。

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