海馬出力部位における空間表象メカニズムの解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J11576
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 松本 信圭 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Keywords: 前海馬支脚

Outline of Annual Research Achievements

現在までに、前海馬支脚の頭部方向細胞の膜電位動態の解明を目的に研究を進めてきた。同時に、脳梁膨大後部皮質にも焦点を当てて研究を進めてきた。その理由は、脳梁膨大後部皮質のニューロンの8%が頭部方向選択性を示すことや、脳梁膨大後部皮質は脳表からのアクセスが容易で、パッチクランプ記録の成功率が高いことである。また、記録手法もホールセル記録ではなく、セルアタッチ記録を主におこなってきた。セルアタッチ記録は、ホールセル記録に比べ、動物の週齢、脳領域をほとんど問わず、１本の電極で高確率で記録ができるというメリットがある。また、セルアタッチ記録であれば、同一の電極でリトライが可能である。
覚醒マウスよりセルアタッチ記録をおこなった。覚醒マウスから安定した記録をとるための方法は先行研究に倣った。なお、回転台を用いた類似の先行研究から、馴化トレーニングが無くても、頭部方向細胞の頭部方向選択性は観察されることが知られている（Shinder and Taube, J Neurophysiol., 2011)。
脳梁膨大後部皮質からセルアタッチ記録をおこない、まず無回転で1分間記録した。次に回転台を駆動し、記録を続けた。回転台を20往復させたところ、方向選択性を示す細胞から記録が取ることができた。
今後は、馴化トレーニングなどをおこなったマウスを用いて、同様の傾向が観察されるか検討する予定である。馴化トレーニングをおこなうことで、より安定した記録がおこなえると考えられるためである。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

パッチクランプ記録の中でも、ホールセル記録を回転台上で行う予定であったが、回転によるわずかな振動によって、記録が終了してしまうことが多かった。そのため、検討に十分な例数を得ることができなかった。現在は、回転台の改良を試みている。
パッチクランプ記録の手技については、記録の質や成功率ともに上昇している。

Strategy for Future Research Activity

回転台を用いたパッチクランプ記録のスループットを上げるために、回転させた際の微細な振動を除く工夫をした上で記録を続ける予定である。
記録がスムーズにおこなえる条件がそろえば、頭部方向選択性の細胞固有特性やシナプス入力特性の検討を進めていく予定。

Research Products

• [Journal Article] Operant conditioning of synaptic and spiking activity patterns in single hippocampal neurons. (2014)
  • Author(s): Ishikawa, D., Matsumoto, N., Sakaguchi, T., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Journal Title: J. Neurosci. Volume: 34 Pages: 5044-5053
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5298-13.2014.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sound-induced hyperpolarization of hippocampal neurons. (2014)
  • Author(s): Abe, R., Sakaguchi, T., Matsumoto, N., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Neuroreport. Volume: 25 Pages: 1013-1017
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000206.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sound-induced modulation of hippocampal θ oscillations. (2014)
  • Author(s): Abe, R., Sakaguchi, T., Kitajo, K., Ishikawa, D., Matsumoto, N., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Journal Title: Neuroreport. Volume: 25 Pages: 1368-1374
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000000274.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Subicular activation preceding hippocampal ripples in vitro. (2014)
  • Author(s): Matsumoto, N., Norimoto, H., Miyawaki, T., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Organizer: International Symposium, "Vision, Memory, Thought : how cognition emerges from neural network" (VMT2014).
  • Place of Presentation: 東京都文京区
  • Year and Date: 2014-12-06 – 2014-12-07
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の過分極応答とシータ波調節 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也、松本信圭、石川大介、北城圭一、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第23回 「海馬と高次脳機能」学会
  • Place of Presentation: 石川県金沢市
  • Year and Date: 2014-10-11 – 2014-10-12
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の過分極応答とシータ波誘導 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也、松本信圭、石川大介、北城圭一、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第37回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 海馬鋭波に先行する海馬支脚の神経活動 (2014)
  • Author(s): 松本信圭、乘本裕明、宮脇健行、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 第37回 日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 聴覚刺激に対する海馬神経細胞の過分極応答とシータ波調節 (2014)
  • Author(s): 阿部麗実、坂口哲也、松本信圭、石川大介、北城圭一、松木則夫、池谷裕二
  • Organizer: 次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム 2014
  • Place of Presentation: 大阪府東大阪市
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-08-30
• [Presentation] Subicular activation preceding hippocampal ripples in vitro. (2014)
  • Author(s): Matsumoto, N., Norimoto, H., Miyawaki, T., Matsuki, N., and Ikegaya, Y.
  • Organizer: 6th EMCCS-FENS meeting
  • Place of Presentation: イタリア、ミラノ
  • Year and Date: 2014-07-03 – 2014-07-04