神経科学：ガンマ振動は視床下部へのトップダウン信号を編成して食餌の探索を可能にする

ヒトも動物も、環境中で一次報酬を求めるが、そのような報酬が目下の生理的要求と一致しないときもある。この例の1つが、食餌探索行動と代謝的要求の解離で、治療が非常に難しい摂食障害の症状の1つとなっている。摂食は視床下部内の複数の別個の細胞群によっており、それらの活動は摂食開始の予測によっても変化する。視床下部は外側中隔からの強い下行性入力を受けており、外側中隔は皮質回路網と結合しているが、摂食関連行動の認知的調節についてはまだよく分かっていない。皮質の認知処理には、記憶や注意、認知の柔軟性や感覚応答に必要なガンマ振動が関与している。これらの脳機能は、摂食行動に重要な関与をしているが、その神経機構はよく分かっていない。今回我々は、マウスの食餌探索行動が、外側視床下部とその上流の脳領域の協調的ガンマ（30～90 Hz）振動により生み出されていることを示す。外側中隔のソマトスタチン陽性細胞から外側視床下部へのガンマ周期性入力は、食餌摂取に影響を与えず餌への接近を引き起こす。外側中隔からの抑制性入力は、外側視床下部ニューロンによる摂食関連活動に従った別個の信号発生を可能にし、それらのニューロンがガンマ振動の異なる相で発火するようにさせている。上流の内側前頭前野投射路は、外側中隔に対してガンマ周期性振動入力を送り、これらの入力は食餌報酬を伴う学習課題の成績上昇と因果関係を示した。以上より、今回明らかにしたトップダウン経路は、ガンマ振動の同調を用い、視床下部内の機能性細胞群の動的再編成を介して皮質下回路網の活動を導き、摂食行動の調節を行っている。

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