海馬CA3-CA1路の神経解剖学的左右非対称性の機能的意義

• Project/Area Number: 25590209
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Experimental psychology
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 岡田 佳奈 広島大学, 総合科学研究科, 特任助教 (50528263)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2015: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 生理 / 神経回路網 / 左右非対称性

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、海馬CA3-CA1経路に備わる構造的左右非対称性が海馬関連ネットワークの構築・維持とその記憶形成機能において果たす役割を明らかにすることを目的としていた。そのために、海馬CA3-CA1路の構造的左右非対称性を持つ野生型マウスと左右非対称性を喪失したivマウスとを用いて各マウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を検討した。
まずivマウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を検討するため、野生型コントロールマウスとiv/+コントロールマウス、iv(iv/iv)マウスの記憶機能と記憶課題中や休息中の海馬と海馬関連領域の局所集合的な細胞外神経活動を調べた。記憶課題として、物体探索課題と聴覚性オドボール課題を用いた。結果、ivマウスは物体探索課題において活動性が低く空間認識記憶に障害を示した。また、ivマウスは、聴覚性オドボール課題において、音刺激提示後の海馬θ波の活動が、他のコントロールよりも亢進した。これらのivマウスの記憶障害や神経活動の異常は、海馬機能において、海馬CA3-CA1経路の左右非対称性が重要であることを示す。
更に海馬関連ネットワークの非対称性の構成要素が欠けた場合にどのような記憶障害が起きるか検討するため、固有海馬のCA3とCA1を左右の区別をして損傷し、その時のコントロールマウスとivマウスの記憶機能を調べた。その結果、iv(iv/iv)マウスはいずれの損傷でも空間記憶障害を示し、野生型(+/+)マウスではいずれの損傷においても空間記憶機能は保持されていた。この記憶機能保持は、左右の海馬の機能補償作用によると考えられる。しかし、iv/+マウスは右CA1および左CA3を損傷した際に空間記憶障害がみられた。これは、海馬回路非対称性が保たれているとされるiv/+マウスに機能補償を妨げる異常があることを予測させる。

Research Products

• [Journal Article] Enhanced flexibility of place discrimination learning by targeting of striatal cholinergic interneurons. (2014)
  • Author(s): Okada, K., Nishizawa, K., Fukabori, R., Kai, N., Shiota, A., Ueda, S., Tsutsui, Y., Sakata, S., Matsushita, N., and Kobayashi, K.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3778-3778
  • DOI: 10.1038/ncomms4778
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Methylglyoxal (MG) and cerebro-renal interaction: does long-term orally administered MG cause cognitive impairment in normal Sprague-Dawley rats? (2014)
  • Author(s): Watanabe K, Okada K, Fukabori R, Hayashi Y, Asahi K, Terawaki H, Kobayashi K, Watanabe T, Nakayama M.
  • Journal Title: Ｔｏｘｉｎ Volume: 7 Issue: 1 Pages: 254-69
  • DOI: 10.3390/toxins6010254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transient decline in hippocampal theta activity during the acquisition process of the negative patterning task. (2013)
  • Author(s): Sakimoto Y, Okada K, Takeda K, Sakata S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Issue: 7 Pages: e70756-e70756
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070756
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Inhibitory role of cholinergic interneurons in the dorsomedial striatum via muscarinic M4 receptors on reversal and extinction learning. (2014)
  • Author(s): Okada K, Nishizawa K, Fukabori R, Kai N, Shiota A, Ueda M, Tsutsui Y, Sakata S, Matsushita N, and Kobayashi K.
  • Organizer: Neuroscience 2014
  • Place of Presentation: Washington Convention Center., Washington DC.
  • Year and Date: 2014-11-19
• [Presentation] Behavioral flexibility is inhibited by cholinergic interneurons in the dorsomedial striatum, via muscarinic M4 receptors. (2014)
  • Author(s): Okada, K., Nishizawa, K., Fukabori, R., Kai, N., Shiota, A., Ueda, M., Tsutsui, Y., Sakata, S., Matsushita, N., and Kobayashi, K.
  • Organizer: Neuroscience 2014
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜, Yokohama
  • Year and Date: 2014-09-12
• [Presentation] 背内側線条体コリン作動性介在神経細胞による行動柔軟性の抑制 企画シンポジウム「動物生理心理学は終わったのか (2014)
  • Author(s): 岡田佳奈
  • Organizer: 日本心理学会第78回大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都)
  • Year and Date: 2014-09-10
• [Presentation] Perseverative behavior and impaired detection in sensory information processing with the social and non-social situation of the model mice in autism. (2014)
  • Author(s): Okada, K., Tamada, T., Ujita,A., Nakatani, J., Takumi, T., and Sakata, S.
  • Organizer: 第74回日本動物心理学会大会
  • Place of Presentation: 京都大学霊長類研究所(犬山)
  • Year and Date: 2014-07-20
• [Presentation] Behavioral flexibility inhibited by cholinergic interneurons in the dorsomedial striatum (2013)
  • Author(s): Kana Okada, Kayo Nishizawa, Nobuyuki Kai, Ryoji Fukabori, Akira Shiota, Masatsugu Ueda, Yuji Tsutsui, Natsuki Matsushita & Kazuto Kobayashi
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都市)
• [Presentation] Left-Right Asymmetry in Hippocampal Circuitry is important for Spatial Recognition Memory (2013)
  • Author(s): Kana Okada, Kozue Takeda, Yuya Sakimoto, Isao Ito & Shogo Sakata
  • Organizer: 121th Annual Convention of the American Psychological Association
  • Place of Presentation: Hawai’i Convention Center (Honolulu)
• [Book] 臨機応変なネズミたち In 心理学概論 (監修：岡市廣成・鈴木直人) 第2版 4章コラム (2014)
  • Author(s): 岡田佳奈
  • Publisher: ナカニシヤ出版 京都