2018 Fiscal Year Annual Research Report
Revealing the mechanisms of memory formation, consolidation, and retrieval through CREB activity pattern
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15K06699
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山崎 大介 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (80588377)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 記憶 / キノコ体 / CREB / 回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ショウジョウバエの嗅覚記憶を回路のレベルで理解するため、嗅覚記憶中枢であるキノコ体細胞を、長期記憶の必須因子であるCREBの活性を指標として高CREB活性、低CREB活性な細胞に分離し、それらの機能解析を行った。その結果、高CREB活性細胞は嫌悪記憶に、低CREB活性細胞は報酬記憶に必須であることを見出した。興味深いことに、両細胞群は各々を必要とする各記憶のあらゆるステップにおいて恒常的に必要であり、互いの記憶において拮抗阻害的に働く。例えば高CREB活性細胞の過剰な活性化は低CREB活性細胞を抑制し、報酬記憶を阻害する。反対に、低CREB活性細胞は高CREB活性細胞を抑制し、嫌悪記憶を阻害する。キノコ体の回路についての研究はこれまでもなされてきたが、両細胞群を同時に抑制してしまうとこの性質が観察されなくなってしまうため、これまでに見過ごされていたと考えられる。また、神経興奮性の指標としても用いられるCREBの活性が低い細胞群でも神経は活動しており、その活性が報酬記憶に必須であった点もユニークである。このような拮抗阻害的な微小回路の存在は近年哺乳類でも確認されており、情動をコントロールするための基礎的な回路が種を超えて保存されている可能性を示唆する。
これらの結果から、高CREB活性細胞は罰情報、低CREB活性情報は報酬情報の伝達をすると考えられ、罰情報・報酬情報の本質をライブイメージングによって明らかにすることを試みた。嫌悪情報をハエに提示すると、低CREB活性細胞が強く応答するが、これを抑制しても学習には影響がなく、続いて見られる高CREB活性細胞の活動が嫌悪学習に必須であることを発見した。今後はこの結果を詳細に調べて罰情報・報酬情報の本質と内因性価値情報との相互作用が記憶形成にどのように影響するかについて明らかにしたい。
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Research Products
(2 results)
