記憶のメカニズムに関わる前頭前野、側頭連合野、海馬をつなぐ神経回路の解明

• Project/Area Number: 18019043
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 宮地 重弘 Kyoto University, 霊長類研究所, 准教授 (60392354)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 神経科学 / 解剖学 / 行動学 / 記憶 / 高次機能

Research Abstract

本研究の目的は、記憶情報に基づいた行動決定の基盤となる、前頭前野、側頭連合野、海馬の3領域をつなぐ多シナプス性神経回路の構成と、その機能を明らかにすることである。
背外側前頭前野(9野および46野背側部、腹側部)は、記憶に基づく行動決定に重要な領野とされるが、背外側前頭前野のいずれの領野も視覚長期記憶や連合記憶に重要な内側側頭葉および下側頭葉皮質からの直接の神経入力を受けない。
19年度には、前年度に引き続き、側頭葉領域から(背外側および背内側)前頭前野への多シナプス性神経入力を解剖学的に解析した。前年度と同様、サル前頭前野の内側9野、背側46野、腹側46野に狂犬病ウイルスを注入し、4日後、3次ニューロンに感染が及んだ段階で、海馬領域のウイルスラベルの分布を解析した。背側46野への注入では、海馬CA1、CA3領域および歯状回門に多量のラベルが見られた。腹側46野への注入では、CA1、CA3、歯状回門に少数のラベルが見られた。内側9野への注入では、海馬領域にはほとんどラベルはなかった。
また、狂犬病ウイルスを用いて、前頭前野から運動野への多シナプス性入力様式を解析した。その結果、背側46野だけは周囲の他の前頭前野領域と異なり、一次運動野との神経連絡が非常に弱いことが明らかになった。これらの結果は、背外側前頭前野のうち背側46野が長期記憶の読み出し、記憶による行動制御に特に重要な領域であることを示唆する。これらの結果については現在論文を作成中である。現在、記憶における側頭葉と前頭前野の機能を解析する為の行動課題をサルに訓練中である。

Research Products

• [Journal Article] Efficient gene transfer via retrograde transport in rodent and primate brains using a human immunodeficiency virus type 1-based vector pseudotyped with rabies virus glycoprotein. (2007)
  • Author(s): Kato, S.
  • Journal Title: Human Gene Therapy 18 Pages: 1141-1151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Topographic distribution of output neurons in cerebellar nuclei and cortex to somatotopic map of primary motor cortex. (2007)
  • Author(s): Lu, X.
  • Journal Title: European Journal of Neuroscience 25 Pages: 2374-2382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential characteristics of HIV-based versus SIV-based lentiviral vector systems:Gene delivery to neurons and axonal transport of expressed gene. (2007)
  • Author(s): Kitagawa, R
  • Journal Title: Neuroscience Research 57 Pages: 550-558
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Somatotopically arranged inputs from putamen and subthalamic nucleus to primary motor cortex. (2006)
  • Author(s): Miyachi, S.
  • Journal Title: Neuroscience Research 56(3) Pages: 200-308
  • NAID: 10019273022
• [Journal Article] Multisynaptic inputs from temporal lobe to prefrontal cortex in macaque monkeys. (2006)
  • Author(s): Sawada, K.
  • Journal Title: Neuroscience Research 55(1)
• [Journal Article] Recruitment of calbindin into substantia nigra dopamine neurons suppresses the onset of parkinsonian motor signs. (2006)
  • Author(s): Miyachi, S.
  • Journal Title: Neuroscience Research 55(1)