沖縄科技大、行動の柔軟性を司る脳の神経細胞を明らかに
2015年6月30日 23:00
沖縄科学技術大学院大学（OIST）の青木祥博士らによる研究グループは、既存ルールの変更に伴って戦略を変える能力、すなわち行動の柔軟性は、脳内にある特定の神経細胞によって制御されていることを明らかにした。
コリン作動性介在ニューロンと呼ばれる神経細胞は、高度な意思決定を司る脳内部位である線条体にわずか1～2パーセントしか存在しない珍しい神経細胞で、行動戦略の転換にも関与すると考えられていた。
今回の研究では、正常ラットとコリン作動性介在ニューロンを損傷させたラットに、右のレバーを押すと報酬として砂糖ペレットがもらえることを学習させ、次に左右どちらか光が点灯し、そのレバーを押すと砂糖ペレットがもらえるよう、報酬のルールを変更した。
その結果、正常ラットは即座に光に反応を示したのに対し、コリン作動性介在ニューロンを損傷させたラットはこの新しい情報に注意を向けられず、最初に学習したルールに基づいた戦略を繰り返すことが分かった。
別の実験条件でも、正常ラットがルールの変化に問題なく適応できたのに対し、コリン作動性介在ニューロンを損傷させたラットはうまく対応できず、少ない報酬しか得られない最初に覚えた戦略に固執した。また、最適な方法でより多くの報酬を得ようとする探索力の低下も見られた。
こうした結果からコリン作動性介在ニューロンが行動戦略の転換に関与する神経細胞であることが実証された。
青木氏は、「線条体内の領域に関係なく、コリン作動性介在ニューロンは共通の役割を果たしています。それは、経験則を抑制して、新しいルールを模索するよう促すというものです。この時、状況や刺激の種類に応じて、線条体内の異なる領域のコリン作動性介在ニューロンがその役割を担います」「コリン作動性介在ニューロンは年齢とともに衰退することから、年をとると頭が固くなるのはなぜかという疑問を解明するヒントが得られるかもしれません」とコメントしている。
なお、この内容は「The Journal of Neuroscience」に掲載された。論文タイトルは、「Role of Striatal Cholinergic Interneurons in Set-Shifting in the Rat」。