ストレスや不安にかかわる大脳辺縁系と覚醒系の相互関係を神経科学的に解明するために研究を行なった。ノンレム睡眠のマウスに分界条床核のGABA作動性ニューロンを光遺伝学的に刺激すると直ちに覚醒に移行した。この作用はオレキシン拮抗薬によって阻害されなかった。一方、化学遺伝学的にこれらのニューロンを興奮させると覚醒時間が延びたが、この作用はオレキシン受容体拮抗薬によって阻害された。一方、オレキシンの下流における青斑核のノルアドレナリンニューロンが扁桃体外側部を介して恐怖行動を増強し、汎化に関与することを見出した。
We found that acute optogenetic excitation of GABA neurons in the BNST during non-rapid eye movement (NREM) sleep in mice resulted in immediate transition to a wakefulness state without the function of orexins. Prolonged excitation of GABABNST neurons by a chemogenetic method evoked a longer-lasting, sustained wakefulness state, which was abolished by pre-administration of a dual orexin receptor antagonist. We also found that when the orexin→NA→amygdala circuit was artificially activated, fear-related behavior increased in a similar but distinct from the training context. Increased activation of these circuits enhanced the fear response in otherwise neutral situation. Conditions that naturally activate orexin neurons, such as fasting, could result in an orexin-dependent shift to a ‘vigilance’ state and alter the selection of a behavioral response to avoid and handle environmental threats.