背側線条体の2つの異なる神経回路を介した聴覚弁別の学習獲得プロセス

西澤　佳代（にしざわ・かよ）

生体機能研究部門　助教

 

小林　和人（こばやし・かずと）

生体機能研究部門　教授

概要

論文掲載雑誌：「eLife」（2025年7月11日）

私たちの日常生活における多くの行動──たとえば、ドアを開ける、歯を磨く、食器を片づけるといった一連の動作──は、意識することなく自然に行うことができます。こうした無意識的な行動は、感覚刺激と行動の結びつき（連合）を繰り返し経験することで学習され、やがて「習慣」として脳内に定着していくと考えられています。このような連合学習は、環境に適応しながら行動を選択・制御するうえで脳の極めて重要な機能です。しかし、これらの学習過程が脳内でどのように進行し、どの神経回路が関与しているのかについては、これまで十分に解明されていませんでした。 

我々の研究グループは、ラットが自由に行動しながら音に反応して報酬を得る課題を用い、その最中の脳全体の代謝活動や神経細胞の個々の活動を詳細に記録・解析しました。その結果、感覚情報と行動の連合学習が、機能分担された複数の背側線条体内（注1）の回路の機能によって達成されていることを初めて明確に示しました（図1）。さらに、線条体前部の神経回路は、音などの感覚刺激と行動を結びつけて学習を促進する機能を持ち、線条体後部の回路は、連合記憶の保持に関与していることを示しました（図2）。

本成果は、「行動がどのように身につき、習慣として定着していくのか」という、私たちの行動の根幹を支える脳の仕組みを理解するうえで重要な手がかりとなります。本研究により明らかとなった神経回路の働きは、依存症や強迫症など、行動の制御に関わる神経・精神疾患の発症メカニズムの理解にもつながる可能性があり、今後はその機能異常が病態にどのように関与するのかを明らかにすることで、新たな治療法の開発への応用が期待されます。（西澤　佳代）

本研究成果は、英国の科学誌「eLife」2025年7月号に掲載されました。

（注1）大脳基底核を構成する主要な脳部位のひとつで、運動制御や学習、行動選択、報酬処理などに関与しており、特に背側線条体は、習慣形成や刺激反応学習に重要な役割を果たすと考えられています。