海馬神経回路における記憶痕跡の形成機構の解明

• Project/Area Number: 14J12287
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 坂口 哲也 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 記憶痕跡 / 情動 / 神経可塑性 / 情動行動

Outline of Annual Research Achievements

申請研究では、過去の経験がその後の個体の記憶形成および情動行動にどのような影響を及ぼすのかという点に着目しており、その背景に存在する神経回路基盤の解明を目指している。本研究ではまず、マウスの恐怖記憶形成における事前経験の効果とその特性について検討した。マウスは電気ショックを受けると、恐怖反応の一種であるすくみ反応を示す。我々はこの性質を利用することで、事前に一度ショックを経験したマウスではその後の恐怖記憶形成が促進されることを見出した。さらに、この記憶形成の促進効果は、NMDA型グルタミン酸受容体を薬理学的に阻害することにより消失したことから、NMDA受容体を介した神経回路の可塑的変化が関与していることが示唆された。続いて、別のマウスが電気ショックを受ける姿を観察させた際の挙動が、自身の過去の経験によりどのような影響を受けるのか検討した。その結果、上記の実験と同様、事前に一度ショックを経験したマウスでは観察時の恐怖反応が増強し、その効果が神経回路の可塑的変化に依存することを見出した。そこで、生化学的手法により神経活動を単一細胞レベルでかつ広範囲に検出し、詳細に解析を行ったところ、自身のショック経験時に活動した神経回路が他者のショックを観察している際に再活性化する度合いと情動伝染の強さとの間に正の相関関係があることを発見した。この結果は、過去の経験が脳内に痕跡として保存され、その痕跡が後の情動体験に関わる神経活動を生み出す際のモジュールとして機能し得ることを示唆するものである。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A new device for the simultaneous recording of cerebral, cardiac, and muscular electrical activity in freely moving rodents (2016)
  • Author(s): S. Okada, H. Igata, T. Sakaguchi, T. Sasaki, Y. Ikegaya
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 132 Issue: 1 Pages: 105-108
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2016.06.001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Brief fear preexposure facilitates subsequent fear conditioning. (2015)
  • Author(s): Iwasaki, S., Sakaguchi, T., Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Neurosci. Res. Volume: 印刷中 Pages: 66-73
  • DOI: 10.1016/j.neures.2015.02.001
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sound-induced modulation of hippocampal θ oscillations. (2014)
  • Author(s): Abe, R., Sakaguchi, T., Kitajo, K., Ishikawa, D., Matsumoto, N., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Neuroreport. Volume: 25 Issue: 17 Pages: 1368-1374
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000274
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sound-induced hyperpolarization of hippocampal neurons. (2014)
  • Author(s): Abe, R., Sakaguchi, T., Matsumoto, N., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Neuroreport. Volume: 25 Issue: 13 Pages: 1013-1017
  • DOI: 10.1097/wnr.0000000000000206
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Operant Conditioning of Synaptic and Spiking Activity Patterns in Single Hippocampal Neurons (2014)
  • Author(s): Ishikawa D. ; Matsumoto N. ; Sakaguchi T. ; Matsuki N. ; Ikegaya Y.
  • Journal Title: Journal of Neurosciencea誌 Volume: 9(5) Issue: 14 Pages: 5044-5053
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5298-13.2014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neural representation shared by firsthand and vicarious pain experiences (2017)
  • Author(s): Sakaguchi, T., Iwasaki, S., Okamoto, K. and Ikegaya, Y.
  • Organizer: The 7th Association of South-East Asian Pain Societies Conference
  • Place of Presentation: Yangon, Myanmar
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス共感行動の調節におけるオキシトシンの役割 (2017)
  • Author(s): 坂口哲也、岩嵜諭嗣、岡本和樹、池谷裕二
  • Organizer: 第137回日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、宮城、仙台
• [Presentation] 事前経験による恐怖記憶の増強 (2016)
  • Author(s): 岩嵜諭嗣、坂口哲也、池谷裕二
  • Organizer: 第89回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2016-03-11
• [Presentation] Empathic deficits in a mouse model of autism spectrum disorder (2016)
  • Author(s): Sakaguchi, T., Iwasaki, S., Okamoto, K. and Ikegaya, Y.
  • Organizer: 30th CINP World Congress of Neuropsychopharmacology
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 自閉スペクトラム症モデルマウスにおける共感行動の障害 (2016)
  • Author(s): 坂口哲也、岩嵜諭嗣、岡本和樹、池谷裕二
  • Organizer: 第46回日本精神神経薬理学会年会
  • Place of Presentation: ソウル、韓国
• [Presentation] Experience-induced facilitation of mouse empathetic behavior (2015)
  • Author(s): Sakaguchi, T., Iwasaki, S., Okamoto, K. and Ikegaya, Y.
  • Organizer: 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Experience-dependent modulation of fear conditioning (2015)
  • Author(s): Iwasaki, S., Sakaguchi, T. and Ikegaya, Y.
  • Organizer: 45th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Chicago, USA
  • Year and Date: 2015-10-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス共感行動の調節機構に関する薬理学的検討 (2015)
  • Author(s): 坂口哲也、岩嵜諭嗣、岡本和樹、池谷裕二
  • Organizer: 第133回日本薬理学会関東部会
  • Place of Presentation: 柏の葉カンファレンスセンター（千葉）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] 事前経験による恐怖反応および恐怖記憶の促進 (2015)
  • Author(s): 岩嵜諭嗣、坂口哲也、池谷裕二
  • Organizer: 生体機能と創薬シンポジウム2015
  • Place of Presentation: 日本大学薬学部（千葉）
  • Year and Date: 2015-08-27
• [Presentation] 事前経験によるマウス共感行動の促進 (2015)
  • Author(s): 坂口哲也、岩嵜諭嗣、岡本和樹、池谷裕二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（神戸）
  • Year and Date: 2015-07-29
• [Presentation] 事前経験による恐怖記憶形成の増強 (2015)
  • Author(s): 岩嵜諭嗣、坂口哲也、池谷裕二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（神戸）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 経験に依存したマウス共感行動の調節 (2015)
  • Author(s): 坂口哲也、岩嵜諭嗣、岡本和樹、阿部麗実、池谷裕二
  • Organizer: 日本薬学会 第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 事前経験による恐怖記憶形成の促進 (2015)
  • Author(s): 岩嵜諭嗣、坂口哲也、池谷裕二
  • Organizer: 日本薬学会 第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-26
• [Presentation] 経験に基づくマウス共感行動の促進 (2015)
  • Author(s): 坂口哲也、岡本和樹、阿部麗実、池谷裕二
  • Organizer: 第15回脳と心のメカニズム 冬のワークショップ
  • Place of Presentation: 留寿都
  • Year and Date: 2015-01-07
• [Presentation] 興奮・抑制バランスの崩れが記憶再生をドライブする (2015)
  • Author(s): 乗本裕明、水沼未雅、田尾賢太郎、江川尭寛、花岡健二郎、坂口哲也、日置寛之、金子武嗣、山口瞬、長野哲雄、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第15回脳と心のメカニズム 冬のワークショップ
  • Place of Presentation: 留寿都
  • Year and Date: 2015-01-07
• [Presentation] Experience-dependent modulation of mouse empathetic behavior. (2014)
  • Author(s): Sakaguchi, T., Okamoto, K., Abe, R. and Ikegaya, Y.
  • Organizer: Vision, Memory, Thought: how cognition emerges from neural network
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の抑制性応答とシータ波共鳴 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也、松本信圭、石川大介、北城圭一、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第23回海馬と高次脳機能学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2014-10-11
• [Presentation] 事前経験による恐怖反応の増強 (2014)
  • Author(s): 岩嵜諭嗣、坂口哲也、池谷裕二
  • Organizer: 第23回海馬と高次脳機能学会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2014-10-11
• [Presentation] 恐怖観察系を用いたマウスの共感特性の検討 (2014)
  • Author(s): 坂口哲也、岡本和樹、阿部麗実、森下皓平、小山隆太、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の過分極応答とシータ波誘導 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也 、松本信圭 、石川大介 、北城圭一 、松木則夫 、池谷裕二
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-12
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の過分極応答とシータ波調節 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也、松本信圭、石川大介、北城圭一、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2014
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-08-30
• [Presentation] マウス恐怖観察系を用いた共感の調節機構の解明 (2014)
  • Author(s): 坂口哲也、岡本和樹、阿部麗実、池谷裕二
  • Organizer: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2014
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-08-30
• [Presentation] Empathetic behavior in fear observation of mice (2014)
  • Author(s): Ikegaya, Y., Sakaguchi, T., Okamoto, K., Abe, R., Morishita, K., Koyama, R., Matsuki, N.
  • Organizer: 17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
  • Place of Presentation: Capetown, Republic of South Africa
  • Year and Date: 2014-07-13 – 2014-07-18
• [Presentation] Unbalanced excitability drives offline reactivation of behaviorally activated neurons (2014)
  • Author(s): Norimoto, H., Mizunuma, M., Tao, K., Egawa, T., Hanaoka, K., Sakaguchi, T., Hioki, H., Kaneko, T., Yamaguchi, S., Nagano, T., Matsuki, N., Ikegaya, Y.
  • Organizer: 9th FENS Forum of Neuroscience
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2014-07-08
• [Presentation] マウスの共感行動 －自閉症モデルと薬理学的検討－ (2014)
  • Author(s): 坂口哲也、岡本和樹、阿部麗実、森下皓平、小山隆太、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第14回東京大学生命科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-04-26