2017 Fiscal Year Annual Research Report
記憶・情動における多領野間脳情報動態の光学的計測と制御
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
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| Project/Area Number |
17H06312
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
尾藤 晴彦 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00291964)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 神経科学 / 脳・神経 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長期記憶の情報表現は記憶の古さにより遷移し、さらに領野間で転送される。ではなぜ過去の記憶を他の記憶と混在させず、正確に想起することが可能なのか。この疑問を解明するため、本研究では、以下の項目に特に焦点を合わせ、研究を進めていく。１）活性化細胞集団と記憶痕跡を多領野で同時に標識する活性化回路標識操作法を実現し、Ca2+イメージングと組み合わせ、海馬から大脳皮質に至る記憶構造ループにおける脳情報動態を解明する。項目２）記憶痕跡の大脳皮質での創発・覚醒を制御する興奮性・抑制性細胞の活動バランスを、記憶課題遂行中の自由行動下マウス脳のライブCa2+イメージングにより明らかにする。項目３）記憶・情動における多領野間連関・並列処理を司る脳情報動態を光遺伝学的に再現し、情報表現にとって必要十分な成分を解明する。
平成29年度は、項目１については、神経活動応答性エレメントSAREの構造に立脚した強化型人工プロモータE-SAREに基づき、領域特異的標識操作用のウィルスベクターを作出し、ならびに脳全体での記憶痕跡標識操作を実現する遺伝子改変マウスを用い、多領野の活性化細胞集団の標識・操作法の検討を重ね、具体的な記憶転送の実験系を樹立した。項目２については、覚醒下マウスにて、課題遂行中の大脳皮質前頭前野における、CaMKII陽性興奮性細胞ならびにParvalbumin陽性あるいはSomatostatin陽性の抑制性神経細胞アンサンブルを、同時高速Ca2+イメージングの条件を検討した。項目３については、領野特異的に起こる内在的な記憶痕跡動員を、光遺伝学的に模倣できる刺激を開発した。次年度以降、これらの手法を組み合わせ、多領野間の記憶構造ループの再編・安定化を引き起こす過程を、生きたマウス脳で再現する実験系を構築していく予定である。
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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
当初の研究計画の基づき、各項目についてのマイルストーン実験を達成している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度以降には、当初申請計画に基づき、先年度の成果を活用する研究を推進するとともに、総括班研究と連動し、他の計画班員や公募班員として連携・共同研究を推進していく。
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