| Project/Area Number |
19J20331
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
大村 佳之 富山大学, 生命融合科学教育部, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | エピソード記憶形成 / 脳情報解読 / 場所細胞 / 記憶痕跡細胞 / 多脳領域多細胞電気活動記録 / 神経電気生理学 / 多脳領域多細胞同時記録 / 記憶 / 脳情報信号処理 / 海馬 |
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| Outline of Research at the Start |
エピソード記憶形成の初期段階は海馬依存的であるが、時間経過とともに海馬非依存的になり、長期記憶として大脳新皮質に格納されるようになる。この過程は記憶の固定化と呼ばれ、海馬に蓄えられた記憶は海馬のリップル波を介して大脳新皮質に移行すると考えられており、さらに前頭前皮質のスピンドル波がリップル波の直後に発生すると、記憶の固定化が進むことが分かっている。しかし前頭前皮質がリップル波を受信・解釈・統合する仕組みは不明である。本研究は学習中のマウスの海馬と前頭前皮質から神経電気活動を同時に記録し、リップル波とスピンドル波の脳情報解読を行い、前頭前皮質の記憶痕跡細胞が生成・成熟する過程を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに記憶のメカニズムにおいて重要な脳波のひとつである Sharp wave ripple (SWR) が海馬の神経細胞間の相互作用により発生することや、このとき発生するバースト発火シグナルの伝搬が遠く離れた脳領域間の記憶情報転送に関与していることを数理モデルの解析から明らかにした。本研究の目的は迷路学習中のマウス脳から神経細胞電気活動を記録し、海馬から転送される記憶情報を内側前頭皮質の神経細胞集団が受信・解釈・統合する機序を明らかにすることである。そのためには海馬と内側前頭皮質を行き交う数十ミリ秒以下の時間スケールの神経電気活動のシグナルをとらえ、両脳領域から同時に脳情報の解読を行うだけの十分な数の神経細胞の活動を記録することが必要であった。しかしながら内側前頭皮質からは十分な数の神経細胞の活動が記録できなかった。そこで学習中に海馬と嗅内皮質で発生する高周波数脳波の相互作用（ripple burst）に着目し、海馬-嗅内皮質間で記憶情報が交わされる瞬間の両脳領域の脳情報解読を試みることにした。まず迷路学習中にマウスの海馬において sharp wave ripple の発生頻度が高まる餌報酬獲得時と T字迷路分岐点での停止時に着目し、ベイズ推定により海馬細胞集団の同期発火に含まれる空間情報の解析を行った。T字迷路分岐点で発生する sharp wave ripple には、左右の選択通路の空間情報を含んでいたが、いずれもマウスが停止している分岐点からその先のゴール地点に向かう順行性の経路が表現されていた。この空間情報（replay）の表現と実際にその後にマウスが選択する通路との因果関係は明らかではなかった。一方で餌報酬獲得時に発生する sharp wave ripple には、現在のゴール地点から T字迷路分岐点に向かう逆行性の経路が表現されていた。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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