脳が報酬の「強さ」を見分ける仕組みを解明 ― 神経細胞のアクセルとブレーキのフィードバックが報酬強度を調節する―

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2026-05-14 東北大学

東北大学の研究グループは、ショウジョウバエを用いて、脳が報酬の「強さ」を識別する仕組みを解明した。研究では、報酬シグナルを担うドーパミン神経に存在する2種類の受容体「Dop1R1」と「Dop2R」が、報酬強度に応じて逆方向に作用することを発見した。Dop1R1は低濃度の糖など弱い報酬への神経応答を増強し、一方でDop2Rは高濃度の糖に対する過剰反応を抑制することで、報酬強度の識別範囲を広げていた。さらに両受容体は、神経自身が放出したドーパミンを受け取る「オートレセプター」として働き、シナプス前で報酬信号を調節していることも確認された。この機構は糖だけでなくアルコール報酬にも共通していた。成果は、脳内でアクセル役とブレーキ役の受容体が協調して価値判断や意思決定を支えることを示すもので、依存症や報酬学習の理解にもつながる可能性がある。研究成果は『Current Biology』に掲載された。

脳が報酬の「強さ」を見分ける仕組みを解明 ― 神経細胞のアクセルとブレーキのフィードバックが報酬強度を調節する―
図1. 脳が報酬の強さを見分ける仕組み
ショウジョウバエの報酬神経では、Dop1R1が弱い報酬への感度を高め、Dop2Rが強い報酬への過剰な応答を抑える。2つの受容体の働き分けによって、脳は報酬の強さを読み分けていると考えられる。

<関連情報>

二重自己受容体システムを介した報酬強度のシナプス前計算 Presynaptic computation of reward intensities through the dual autoreceptor system

Kokoro Saito ∙ Shun Hiramatsu ∙ Aoi Watanabe ∙ … ∙ Toshiharu Ichinose ∙ Nobuhiro Yamagata ∙ Hiromu Tanimoto
Current Biology  Published: April 23, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.03.077

Highlights

  • Dop1R1 and Dop2R are enriched at presynapses of Drosophila reward neurons
  • Dual dopamine autoreceptors tune PAM neuron output by reward intensity
  • Dop1R1 and Dop2R differentially modulate reward learning at specific intensities
  • Dual autoreceptor system operates across sugar and alcohol rewards

Summary

To make optimal decisions, animals must accurately differentiate reward intensities, yet synaptic mechanisms for this computation remain poorly understood. Here, we show presynaptic gain control of reward signals in the dopaminergic neurons (DANs) of Drosophila melanogaster, mediated by two opposing dopamine autoreceptors, Dop1R1 and Dop2R. Cell-type-specific endogenous protein tagging and functional imaging of the reward-signaling DANs revealed the localization of both receptors at active zones and the regulation of presynaptic calcium in response to distinct reward intensities. Reward learning with cell-type-specific silencing of these receptors uncovered the role of Dop2R in attenuating reward signals specifically at high concentrations of sugar and alcohol, in contrast to selective amplification of low-intensity rewards by Dop1R1. This dose-specific and bidirectional regulation may extend the dynamic range of perceived reward intensity, enabling the selection of options that predict better outcomes.

医療・健康
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