| Project/Area Number |
20K15932
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 46030:Function of nervous system-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
小林 曉吾 九州大学, 理学研究院, 助教 (40867735)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 記憶エングラム細胞 / カルシウムイメージング / 記憶エングラム / 海馬 / 文脈恐怖条件付け / 抑制性細胞 / 記憶痕跡細胞 / 遺伝学的標識 / 海馬歯状回 / 文脈依存的恐怖条件付け学習 / 文脈依存的恐怖条件付け |
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| Outline of Research at the Start |
約1000台のコンピュータを３日間稼働させ続けることで、Google社の人工知能は猫の画像を認識できるようになった。しかしネズミは、イエネコが誕生する1万年前よりももっと古い時代からネコ目動物を危険な捕食者として認識してきた。このように生物が長い年月をかけて発達させてきた高度な知性の一つとして「記憶の汎化」があげられるが、その神経メカニズムは謎のままである。そこで本研究では、マウス海馬領域に存在する特定の記憶情報を保持する細胞（エングラム細胞）に神経入力する抑制性細胞を標識し、その神経活動のモニターと活動操作を実施することで、記憶の汎化を制御する神経メカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳に存在する海馬という脳領域は、「自分が今どこにいるのか?」や「どの部屋にいるのか?」といった場所や状況などに関する記憶に重要である。そのため、病気や加齢、不慮の事故などにより海馬に損傷が生じると日常生活に大きな支障をきたす。また興味深いことに、海馬による空間記憶には、一定程度の柔軟性、「曖昧さ」も必要であることが示唆されている。しかしながら、海馬の「どの細胞」が「どのように活動する」ことで適度に柔軟かつ正確な記憶が成立し、また「どのように異常になる」ことで破綻してしまうのか、海馬による記憶の特異性制御機構の細胞基盤の詳細は未解明の点が多い。そこで本研究では、マウスを用いて記憶の特異性制御の基礎的知見を得ることを目標として研究を遂行している。
2023年度は、昨年度から引き続き、カルシウムイメージング法を用いた記憶エングラム細胞の神経活動計測および、取得した神経活動データの解析を実施した。具体的には、「実験箱Aでの恐怖体験により形成された記憶エングラム細胞が実験箱Bでどのような発火活動パターンを示すのか?」、「記憶エングラム細胞と非記憶エングラム細胞との神経活動パターンの違いは何か？」などについて解析を行った。今年度はさらに、カルシウムイメージングデータから自動で特徴抽出するための多変量解析アルゴリズムの開発にも着手した。その結果として、記憶エングラム細胞に特徴的な活動パターンや、非記憶エングラム細胞との活動パターンの違いについて詳細が明らかになってきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
記憶エングラム細胞と非記憶エングラム細胞の両方から同時に神経活動を記録する方法を確立することができ、順調にデータを取得することができている。またさらに、得られたデータの解析アルゴリズムの開発にも一定程度の成果が得られてきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度から引き続き、カルシウムイメージングにより得られた記憶エングラム細胞の神経活動データについて詳細な解析を実施していく予定である。具体的には、記憶の獲得や想起時における記憶エングラム細胞と非記憶エングラム細胞との活動パターンの違いについてその詳細を明らかにしていく。
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