神経科学：学習におけるドーパミンによるPKAの細胞タイプ特異的な非同期調節

強化学習モデルでは、ドーパミンを放出するニューロンが行動や行動結果に関する情報を符号化し、ドーパミン放出という形で線条体有棘投射ニューロンに教師信号を提供すると仮定されている。ドーパミンは、有棘投射ニューロンの各クラスにおいて、プロテインキナーゼA（PKA）の動的で差次的な調節を介して学習を導くと考えられている。しかし、有棘投射ニューロンでのドーパミンとPKAの間のリアルタイムの関係は、行動中の動物ではまだ調べられていない。今回我々は、学習中のマウスの側坐核の線条体投射ニューロンにおいて、ドーパミン放出ニューロンの活動、ドーパミンの細胞外レベル、正味のPKA活性をモニタリングした。その結果、訓練全体にわたって発達するドーパミンの正と負の調節が明らかになり、これらはいずれも有棘投射ニューロンのPKA活性の同時変動を説明するのに必要かつ十分だった。1型および2型ドーパミン受容体を発現する有棘投射ニューロンでのPKAの調節は二分的であり、これらのニューロンは、学習のさまざまな段階で起こるドーパミンの増加と減少に対してそれぞれ選択的な感受性を持つ。従って、有棘投射ニューロンの各クラスにおけるPKA依存的経路には、学習中に正か負のドーパミン信号が非同期的に関与している。

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