[VTA: ventral tegmental area; A10]

腹側被蓋野。
中脳 の被蓋の一。
黒質緻密部とともにDA神経が多く存在。

【神経回路】
(Yetnikoff,Zham,2014)

　◆入力
　　(Beier,Luo,2015)
　　○DA神経
　　　・線条体のMSN
　　　　(Kitt and Brauth, 1981; Szekely et al., 1994;
　　　　 Haber et al., 2000; Mezey and Csillag, 2002)
　　　・STN(rodent: Watabe-Uchida,Uchida,2012)
　　　・pedonculopontine nucleus
　　　・前頭前野(Murase,Svensson,1993)
　　　・lateral septum
　　　・medial septum-diagonal band complex
　　　・側坐核
　　　　　tomography (Deniau et al., 1996; Zahm et al., 2013)
　　　・ventral pallidum
　　　・medial and lateral preoptic area
　　　・LH
　　　・lateral habenula in the case of the descending afferents
　　　・dorsal raphe
　　　・periaqueductal gray
　　　・mesencephalic and pontine reticular formation
　　　・ノルアドレナリン
　　　　(Castelino,Ball,2007)
　◆出力(Phillipson,1979; Geisler&Zahm,2005)
　　○DA出力
　　　・線条体(Matsuda et al.,2009)
　　　　(特にmatrix領域)
　　　　　内外側軸のtopographyある経路とない経路
　　　　　(Maurin et al., 1999; Aransay,Prensa,2015)
　　　　　・腹側線条体(Ikemoto,2007)
　　　　　・尾状核
　　　　　・被殻
　　　・シナプス外出力(Fuxe et al.,2010)
　　　・皮質
　　　　(Lindvall et al., 1974; Albanese and Bentivoglio, 1982;
　　　　 Swanson, 1982; Descarries et al., 1987;
　　　　 Pirot et al., 1992; Ikemoto, 2007)
　　　　・PFC
　　　　・M1(Hosp,Luft,2015)
　　　　　　活動調節して前肢伸ばす運動学習に寄与
　　　　　　(Morina-Luna et al.,2009; Hosp,Luft,2011;
　　　　　　 Kunori,Takashima,2014)
　　　　　　特に背側のDA神経
　　　・中隔核(Khan,Ang,2017)
　　　　　NEUROD6陽性神経
　◆局所回路
　　・DA神経間の連絡
　　・GABA神経間の連絡
　　・GABA神経からDA神経

【鳥の神経回路】

　◆入力
　　○DA神経へ
　　　・AIV(Gale,Perkel, 2008; Mandelblat-Cerf,Fee,2014)
　　　・VP(Person,Perkel,2008)
　　　　　両側性(Gale,Perkel, 2008)
　　　・MStのうちArea Xよりも内側部
　　　　　Area XのMSNからの入力ない(Gale,Perkel, 2008)
　　　・LSt
　◆出力
　　○DA神経
　　　(Appeltants,Ball,2000; Appeltants,Balthazart,2002;
　　　 Harding,Waterman,1998; Soha,Doupe,1996)
　　　・MSt(Lewis,Butcher,1981)片側
　　　　　LStへは出力少ない可能性
　　　・Area X(Lewis,Butcher,1981)片側
　　　　　MStよりも強い
　　　　　TH-pos cellとTH-neg cellから出力(Denisenko,Fee,2012SfN)
　　　・LMAN
　　　　　非常に弱いが細胞体を取り巻くように存在(Bottjer,1993)
　　　・HVC
　　　・RA
　　○GABA神経
　　　(Gale &Perkel, 2006)

【分類】

(Cohen,Uchida,2012)

　◆報酬予測神経
　　　正の報酬が期待できる刺激でも一過性に興奮
　◆刺激から報酬まで持続性発火
　　　・正
　　　・負
　◆non-dopaminergic projection neurons
　　(Steffensen et al., 1998; Korotkova et al., 2004)
　　○GABA神経
　　　(Stamatakis&Stuber, 2012; Tan et al.,2012;
　　　 van Zessen et al., 2012; Jennings et al., 2013)
　　　　主に局所回路を形成
　　　　電気シナプス
　　　　（Cx36: Allison,Steffensen,2006; Lassen,Steffensen,2007)

　◆caudal VTA
　　・メスで求愛歌への選択的応答
　　　(Barr&Woolley,2018)
　　　　歌聴取経験ないとDSへの選択的応答消失
　◆rostral VTA
　　・メスで歌聴取経験ないとDA神経密度増大
　　　(Barr&Woolley,2018)

【特徴】

　◆形態
　　・axonがdendから出る(Hausser et al. 1995)
　◆生理(Gale and Perkel,2006)
　　・DA neurons
　　　　AP太く順応遅い
　　　　oscillationがCaやapaminで調節
　　　　D2受容体で自己抑制
　　　　2-3APsのburst(30-50Hz)が報酬信号
　　　　(Hyland et al., 2002; Pan,Hylarnd,2005)
　　　　Ih
　　　　(Harris &Constanti, 1995; Mercuri et al. 1995;
　　　　 Cathala&Paupardin-Tritsch, 1997)
　　　　　axon-bearing dendに分布(rat: Engel&Seutin,2015)
　　　　報酬予測誤差の閾値の違い
　　　　(Fiorillo,Song,2013)
　　　　　確率分布(Dabney,Botvinick,2020)
　　　　どの神経も類似の情報(Eshel,Uchida,2016)
　　・non-DA neurons
　　　　早い発火
　　　　u-opioid受容体agonist(DAMGO)で抑制
　◆機能
　　○囀り時に発火
　　　(Hara et al., 2007; Gale et al., 2008;
　　　 Gale and Perkel,2010; Fee and Goldberg, 2011)
　　　　directed songの方が活動強い
　　　　　(Sasaki,Jarvis,2006; Yanagihara&Hessler,2006)
　　　　　　Area Xでもdirected songで応答増強(Hessler&Doupe, 1999b)
　　　　　　ただしGABA性かも(Yanagihara&Hessler,2006）
　　　　　　　　femaleいるだけでも応答強い
　　　　ヒナのときに成鳥の歌で活動(Nordeen,Nordeen,2009)
　　　　　　特にすでに会ったことのある成鳥
　　○報酬系
　　　(Zweifel et al.,2009; Steinberg et al.,2013)
　　　(Frank,Hutchison,2007; Kim et al.,2012)
　　　(Stopper,Floresco,2014)
　　　・電気刺激で報酬になる（Talwar et al.,2002）
　　　　　内側前脳束刺激が有効
　　　・TH陽性神経をChR2で刺激したときの場所に条件付け
　　　　　(Tsai,Deisseroth,2009)
　　　　　rodentsは場所と結び付けやすい(Tzschentke,2007)
　　　　　報酬の量と発火率相関
　　　　　　(Cohen,Uchida,2012; Tobler,Schultz,2005)
　　　　　　　細胞によって発火率は異なるが関数は同じ(Eshel,Uchida,2016)
　　　・報酬と連合した刺激にも応答
　　　　(Schultz,Montague,1997; Tobler,Schultz,2005)
　　　　　大きい報酬ほど大きい応答(Eshel,Uchida,2016)
　　○強化学習におけるTD誤差
　　　(Schultz,Montague,1997; Schultz,2002)
　　　(Houk et al., 1994; Schultz et al., 1997;
　　　 Bayer and Glimcher, 2005; Tsai et al., 2009)
　　　　DA神経が報酬の予測と実際の報酬との差分を計算（monkey）
　　　　　(Schultz 1986; Romo&Schultz 1990; Schultz et al. 1993)
　　　　　学習前は報酬与えた際に一過性に発火増強
　　　　　学習後は報酬CS呈示時に一過性に発火増強
　　　　　　　学習後は報酬時に発火高まらず、報酬ないと発火減少
　　　　実際に学習に用いられる
　　　　　tail suspension testでの不動とスクロース嗜好の減少(Tye et al.,2013)
　　　　　areal-time and conditioned place avoidance
　　　　　(Tan et al.,2012; Danjo,Nakanishi,2014; Ilango,Ikemoto,2014)
　　　　　reward consumption (van Zessen,Stuber,2012)
　　　　機構
　　　　　GABA神経によるsubtraction(Eshel,Uchida,2015)
　　　　　どの神経も同じ符号で同期高い(Eshel,Uchida,2016)
　　　　報酬期待で発火率大きく増大する細胞は嫌悪刺激で大きく抑制
　　　　(Eshel,Uchida,2016)
　　○運動
　　　　運動タイミング依存に発火(Howe & Dombeck 2016, Jin &Costa 2010)
　　　　運動方向で活動調節(Kim et al. 2015; Parker et al. 2016)
　　○タスク文脈
　　　(Hamid et al. 2016, Howe et al.2013, Takahashi et al. 2011)
　　　・より望ましい結果と結びつくcueで応答(Roesch,Shoenbaum,2007)
　　○並列的機能(Fiorillo,Song,2013)
　　　・長期記憶と短期記憶(ハエDA神経: Yamagata,Tanimoto,2015)
　　○生殖・pair bonding
　　　・zebra finchでpair作ると活性化(Banerjee,Adkins-Regan,2013)
　　　　　特にventral MSt(NAc)への投射
　　　　　交尾で活動増大(Alger et al.,2011)
　　　　　求愛歌を歌うと活動(Goodson et al.,2009; Hara et al.,2007)
　　　　　　(Huang&Hessler,2008)
　　　　　zebra finchメスでは歌聴取での活性化明確でない(Svec,Wade,2009)
　　　　　starlingでは歌で応答(Sockman&Salvante,2008)
　　　　　white-throated sparrowでは歌に応答(Maney,Solomon,2008)
　　　　　　繁殖期メスでは応答するがオスでは扁桃体(Earp&Maney,2012)
　　〇攻撃
　　　　VTA破壊でHAA依存攻撃が減少
　　　　(Proshansky et al., 1974; Couppis and Kennedy, 2008)
　　○薬物乱用(Hyman,Nestler,2006)
　　　　依存性薬物投与でGABA性神経を抑制することでDA神経を脱抑制
　　　　(Johnson,North,1992; Luscher&Malenka,2011)
　　　　興奮性シナプスの増強
　　　　(Ungless et al., 2001; Bellone and Lüscher, 2006;
　　　　 Pascoli et al., 2012; Yuan et al., 2013)
　　　　　GluN3A含むCa非透過NMDARの割合増大で興奮性増大
　　　　　(Creed,Bellone,2016)
　　　　　長期的な順応で禁断症状
　　　　　(Mameli et al., 2011; Pascoli et al., 2012)
　　　　　ストレスでも増強(Saal,Malenka,2003)
　　　　　　糖質コルチコイド受容体依存
　　○動機付け
　　　(Bromberg-Martin,Hikosaka,2010; Roeper,2013)
　　○新奇性
　　　(Bunzeck&Duzel,2006; Krebs,Duzel,2011)
　　○免疫系の活性化
　　　　・T細胞の活性化(Ben-Shaanan,Rolls,2016)
　　　　　　交感神経系活性化介する(Nakamoto et al.,2011)
　　　　・プラシーボ効果
　　　　　(de la Fuente-Fernandez et al.,2001; Scott,2008)
　◆セロトニン入力
　　(Di Giovanni et al., 2010)
　　　・5-HT2B(Doly,Maroteaux,2017)
　　　　　NAccに投射する神経に発現
　　　　　KOで自発AMPA入力増大でburst増大だがコカインでのDA放出減少
　◆分子
　　・歌唱でbreeding seasonなど文脈に依存した発現濃度
　　　（Maney&Ball,2003; Heimovics and Riters, 2005）
　◆放出機構
　　・Caチャネルと離れている(Pan&Ryan,2012)
　　　　EGTAで放出55%減少
　　　　vesicular monoamine transporter 2-pHluorinで確認
　　　　SNcに比べてcalbindin-D28kが多く発現(Faas,Mody,2011)
　　　　　　放出率低く、放出遅い(SNcに比べても遅い)
　　・脱分極でVGLUT2依存の小胞内H+とDA濃度増える
　　　(Aguilar,Freyberg,2017)
　◆病理
　　・NAcへの投射抑制で抑鬱(Tye,Deisseroth,2013)
　◆他種
　　○鳥(Bottjer,1993; Person,Perkel,2008)
　　　・z.f.ではDBH発現なし(Mello et al., 1998)
　　　　場所の見つけ方(Mandelblat-Cerf,Fee,2014)
　　　　　Ov見つける（head 50degで正中方向に2度傾けた電極で探す）
　　　　　VTA（Ov中心から0.3 A, 1.8 V, Ov内側端から0.2 M）
　　　　　　SNcはVTAから0.35 P, 0.35 L
　　○げっ歯類
　　　・霊長類に比べ皮質への投射が少ない
　　　　(Berger,Verney,1991; Lewis and Sesack, 1997;
　　　　 Garcia-Cabezas et al., 2009; Luft&Schwarz,2009
　　　　(van Eden et al., 1987; Lewis,Morrison,1987
　　　　 Preuss, 1995; Sesack et al., 1995;
　　　　 Williams and Goldman-Rakic, 1998)
　　　　　投射あるのはPFC, ACC, 島皮質,
　　　　　　piriform, entorhinal and perirhinal cortex
　　　　　運動野・頭頂野・側頭野・PCCへの投射は非常に少ない
　　○霊長類では運動野への投射が密
　　　(Lewis,Morrison,1987; Berger,Verney,1991)
　　　　ヒトでは9/32野で5/6層への投射がやや密(Raghanti,Sherwood,2008)
　　　　　マカクでは1層への投射がやや密
　　　　ヒト(Gaspar,Henry,1989)