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神経科学：意思決定においてドーパミンとグルタミン酸が線条体のアセチルコリンを調節する
Nature 621, 7979 doi: 10.1038/s41586-023-06492-9
線条体のドーパミンとアセチルコリンは、運動行動や意思決定の選択および強化に重要である。in vitro研究では、コリン作動性介在ニューロン（CIN）から放出されたアセチルコリンがドーパミンの放出を駆動し、次にドーパミンがドーパミンD2受容体（D2R）を介してCINの活動を抑制するという線条体内回路が明らかにされている。しかし、この回路がin vivoで線条体の機能に寄与しているかどうか、しているとすればどのような機構によるのかは、ほとんど分かっていない。今回我々は、生体系においてこの回路の役割を決定するため、報酬に基づく意思決定課題を実行中のマウスで、腹外側線条体内のアセチルコリン信号とドーパミン信号を観察した。その結果、ドーパミンとアセチルコリンは複相的で逆相関的な一過性変化を示し、それらは意思決定の経過と報酬成果によって修飾を受けることが分かった。ドーパミンの動態と報酬の符号化には、CINからのアセチルコリン放出は必要なかった。一方、ドーパミンはD2R依存的に一過性のアセチルコリン変動を抑制し、この調節が失われると意思決定は障害された。他の線条体入力がどのようにアセチルコリン信号を形作っているかを調べるため、皮質および視床からの投射の寄与を調べたところ、両源からのグルタミン酸放出がアセチルコリン放出に必要なことが分かった。これらを総合すると、意思決定に際してのドーパミンとアセチルコリンの間の動的な関係が明らかになり、CINの調節に複数のモードがあることが示された。今回の知見は、意思決定と行動の神経化学的基盤について、我々の理解を深めるものである。
