海馬体場所ニューロンによる空間情報処理の移動様式依存性

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11680805
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 田村 了以 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (60227296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永福 智志 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (70262508) ; 田淵 英一 富山医科薬科大学, 医学部, 講師 (70272911)
• Keywords: 海馬体 / サル / ラット / 学習 / 記憶 / 空間認知 / 単一ニューロン活動 / 脳波

Research Abstract

本研究の目的は,海馬体ニューロンの場所応答に対する動物の移動様式や行動課題の空間認識要求性の影響,および,海馬体ニューロンの場所応答の動物種差(サルとラット間)を明らかにすることである.平成11年度には,自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行中のサルの海馬体および海馬傍回からニューロン活動を記録し,1.自己の居場所を認知している時だけ場所応答するニューロンのあること,および,2.これらニューロンは,サルが環境内を受動的に移動させられたときには場所応答を失うことを報告した。また平成12年度には,ラットが,自由行動下で自己の居場所を認識する必要のある課題を遂行している時,および拘束下で位置移動装置により受動的に移動させられている時に海馬体からニューロン活動を記録し,1.記録した約半数のニューロンが自己の居場所を認知している時だけ場所応答すること,および,2)記録した殆どのニューロンでは,ラットが拘束下で受動的に移動させられると場所応答を失うことを明らかにした.
最近ラットの研究より,海馬体ニューロンの場所応答は海馬体脳波の周期性徐波と密接に関連し,さらにこの周期性徐波は動物の移動様式に依存していることが明らかにされた.そこで本年度は,1頭のサルを用いて,実験室内を自由に歩き回ることを訓練し,海馬体内に脳波用電極とニューロン活動記録用電極を慢性的に埋め込み,これら神経活動を同時記録した.その結果,サルでも,自由行動下で歩行を開始すると一過性に周期性徐波が出現するが,モンキーチェアに拘束された状態で同じところを移動させられても周期性徐波は出現しないことを明らかにできた.以上の結果より,前年までの「海馬体ニューロンの場所応答には,動物が環境内の空間的な手掛かり刺激を認知して進行方向を自ら決定し能動的に移動することが重要である」との結論がさらに支持された.

Research Products

• [Publications] Hori, E., Uwano, T., Tamura, R., Miyake, N., Nishijo, H., Ono, T.: "Effects of a novel arginine-vasopressin derivative, NC-1900, on the spatial memory impairment of rats with transient forebrain ischemia"Cog. Brain Res.. (in press).
• [Publications] Li, R., Nishijo, H., Wang, Q., Uwano, T., Tamura, R., Ohtani, O., Ono, T.: "Light and electron microscopic study of cholinergic and noradrenergic elements in the basolateral nucleus of the rat amygdala: evidence for interactions between the two systems"J. Comp. Neurol.. 439. 411-425 (2001)
• [Publications] Komura, Y., Tamura, R., Uwano, T., Nishijo, H., Kaga, K., Ono, T.: "Retrospective and prospective coding for predicted reward in the sensory thalamus"Nature. 412. 546-549 (2001)
• [Publications] Yamaguchi, H., Tamura, R., Kuriwaki, J., Eifuku, S., Ono, T.: "Effects of T-588, a cognitive enhancer compound, on synaptic plasticity in the dentate gyrus of freely moving rats"J. Pharmac. Exp. Ther.. 298. 354-361 (2001)
• [Publications] Nakada, Y., Tamura, R., Kuriwaki, J., Kimura, T., Uwano, T., Nishijo, H., Ono, T.: "Ameliorative effects of a cognitive enhancer, T-588, on place learning deficits induced by transient forebrain ischemia in rats"Physiol. Behav.. 74. 227-235 (2001)
• [Publications] 田村了以: "海馬体損傷による記憶障害"老年期痴呆研究会誌. (印刷中).