記憶形成における過去、現在、未来の神経活動のダイナミクス

• Project Area: The Science of Mental Time: investigation into the past, present, and future
• Project/Area Number: 26119507
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 野村 洋 東京大学, 薬学研究科(研究院), 研究員 (10549603)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 神経科学 / 記憶・学習

Outline of Annual Research Achievements

ある時点で観察される”現在の神経活動”は、”過去の神経活動”と外部刺激の演算によって決定される。そして、回路構造の変化を介して”未来の神経活動”が規定されると考えられる。本研究では、”学習前の過去の神経活動”、”外部刺激の影響を受ける現在の神経活動”、”未来の神経活動に影響を与える可塑性”の関係を明らかにすることを目的として研究を進めた。
過去の他者の行動は、その後の自分の神経活動や行動に影響を与える。しかしこれまで、他者の観察と自らの実体験を統合する神経回路に関する研究はほとんど行われていなかった。そこで本研究では、恐怖条件づけの観察と実体験が統合される神経回路の解明を目指して研究に取り組んだ。他者が恐怖条件づけを受ける様子を観察した後に自らが条件づけを受けると、条件づけ記憶が増強することを明らかにした。異なる場所での条件づけを観察した場合は記憶の増強が生じなかったため、刺激選択的な記憶の増強が生じると考えられる。次に観察時と実体験時の両方で活性化するニューロンを探索した。その結果、海馬CA1野で多くのニューロンが観察時と実体験時の両方で活性化していた。さらに、海馬CA1野を薬理学的に抑制させる実験を行い、海馬CA1野の神経活動が、観察時と実体験時のどちらにも必要であることを明らかにした。以上の結果から、観察した情報と実体験した情報は海馬CA1野ニューロンで統合され、この統合が観察による記憶の増強に関連すると考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Late Arc/Arg3.1 expression in the basolateral amygdala is essential for persistence of newly-acquired and reactivated contextual fear memories (2016)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Yoshiko Hashikawa-Yamasaki, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 3 Pages: 21007-21007
  • DOI: 10.1038/nprot.2016.021
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Prefrontal dopamine regulates fear reinstatement through the downregulation of extinction circuits. (2015)
  • Author(s): Hitora-Imamura, N., Miura, Y., Teshirogi, C., Ikegaya, Y., Matsuki, N., Nomura, H.
  • Journal Title: eLife Volume: 4 Pages: 1-14
  • DOI: 10.7554/elife.08274
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Memory formation and retrieval of neuronal silencing in the auditory cortex. (2015)
  • Author(s): H. Nomura*+, K. Hara, R. Abe, N. Hitora-Imamura, R. Nakayama, T. Sasaki*, N. Matsuki, Y. Ikegaya*
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America Volume: 112 Issue: 31 Pages: 9740-9744
  • DOI: 10.1073/pnas.1500869112
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frontal association cortex is engaged in stimulus integration during associative learning (2015)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Zohal Baraki, Kousuke Onoue, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Journal Title: Current biology Volume: 25 Issue: 1 Pages: 117-123
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.10.078
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Long-delayed expression of the immediate early gene Arc/Arg3.1 refines neuronal circuits to perpetuate fear memory (2015)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Hirokazu Iwata, Chie Teshirogi, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 35 Issue: 2 Pages: 819-830
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2525-14.2015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Synaptic plasticity associated with a memory engram in the basolateral amygdala. (2014)
  • Author(s): Nonaka A, Toyoda T, Miura Y, Hitora-Imamura N, Naka M, Eguchi M, Yamaguchi S, Ikegaya Y, Matsuki N, and Nomura H
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 34 Issue: 28 Pages: 9305-9309
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4233-13.2014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fear extinction requires Arc/Arg3.1 expression in the basolateral amygdala (2014)
  • Author(s): Kousuke Onoue, Daisuke Nakayama, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Journal Title: Molecular brain Volume: 7 Issue: 1 Pages: 30-30
  • DOI: 10.1186/1756-6606-7-30
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 学習時における前頭連合野による情報の統合 (2016)
  • Author(s): 中山大輔、野村洋、バラキゾハル、尾上広祐、松木則夫、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（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-03-11
• [Presentation] ACC-BLA経路の活性化による嗜好性の誘導 (2015)
  • Author(s): 五十嵐ひかる、野村洋、池谷裕二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-29
• [Presentation] 扁桃体オリゴデンドロサイトの減少は不安様行動を誘発する (2015)
  • Author(s): 尾上広祐、野村洋、石塚恭理、五十嵐ひかる、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 日本薬学会 第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-28
• [Presentation] 記憶情報としての神経細胞の抑制 (2015)
  • Author(s): 原宏士朗、野村洋、池谷裕二
  • Organizer: 日本薬学会 第135年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-03-28
• [Presentation] 下辺縁皮質ドパミンシグナルによる扁桃体脱抑制を介した恐怖復元の制御 (2015)
  • Author(s): 人羅(今村）菜津子、野村洋、三浦友樹、手代木知恵、松木則夫、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] Stimulus integration during associative learning is supported by PRh-FrA and IC-FrA circuits (2014)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Hiroshi Nomura, Zohal Baraki, Kousuke Onoue, Norio Matsuki, Yuji Ikegaya
  • Organizer: Vision,Memory,Thought:how cognition emerges from neural network(VMT2014)
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-12-06
• [Presentation] 扁桃体オリゴデンドロサイトの脱落による不安様行動の発現 (2014)
  • Author(s): 尾上広祐、野村洋、石塚恭理、五十嵐ひかる、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第8回先端分子薬理研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-11-29
• [Presentation] 聴覚皮質の光遺伝学的抑制によって作られる連合記憶 (2014)
  • Author(s): 原宏士朗、野村洋、池谷裕二
  • Organizer: 第24回日本臨床精神神経薬理学会・第44回日本神経精神薬理学会合同年会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2014-11-22
• [Presentation] 恐怖記憶の消失は扁桃体基底外側核におけるArc/Arg3.1の発現を必要とする (2014)
  • Author(s): 尾上広祐、野村洋、中山大輔、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] 記憶の永続化における遅発的なArc発現依存的なスパイン除去 (2014)
  • Author(s): 中山大輔、野村洋、岩田浩一、手代木知恵、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] 恐怖の復元と下辺縁皮質におけるシナプス伝達との関係 (2014)
  • Author(s): 三浦友樹、野村洋、今村菜津子、手代木知恵、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] 内側前頭前皮質のドパミンシグナルによる恐怖の復元の制御 (2014)
  • Author(s): 今村(人羅)菜津子、野村洋、三浦友樹、手代木知恵、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: 2014-09-11
• [Presentation] ニューロンの抑制による記憶の形成と想起 (2014)
  • Author(s): 原宏士朗、野村洋、池谷裕二
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] Dissociable requirement for rapid and late Arc/Arg3.1 synthesis in formation and persistence of fear memory (2014)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Hirokazu Iwata, Chie Teshirogi, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Organizer: 9th FENS Forum of Neuroscience
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2014-07-06
• [Presentation] Neuronal circuits underlying fear reinstatement (2014)
  • Author(s): Natsuko Imamura, Yuki Miura, Chie Teshirogi, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Organizer: 9th FENS Forum of Neuroscience
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2014-07-06
• [Presentation] Dissociable requirement for rapid and late Arc/Arg3.1 synthesis in formation and persistence of fear memory (2014)
  • Author(s): Daisuke Nakayama, Hirokazu Iwata, Chie Teshirogi, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Organizer: 6th EMCCS-FENS meeting
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2014-07-03
• [Presentation] Neuronal circuits underlying fear reinstatement (2014)
  • Author(s): Natsuko Imamura, Yuki Miura, Chie Teshirogi, Yuji Ikegaya, Norio Matsuki, Hiroshi Nomura
  • Organizer: 6th EMCCS-FENS meeting
  • Place of Presentation: Milan, Italy
  • Year and Date: 2014-07-03
• [Presentation] Fear reinstatement is triggered by dopamine signaling in the infralimbic cortex (2014)
  • Author(s): 三浦友樹、野村洋、今村菜津子、手代木知恵、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