2018 Fiscal Year Research-status Report
神経活動の動態観察と光操作に基づく、記憶想起を担う回路基盤の解明
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17K19445
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
野本 真順 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 助教 (20636253)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 記憶固定化 / 海馬 / 反回回路 / CA3 / セルアンサンブル / カルシウムイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶を元に食物や天敵を察知し、初動に移る速さは生存競争において重要である。従来の記憶研究は単純に記憶が想起できたかのみを研究対象としており、記憶の想起開始から終了までに回路レベルでどのような活動制御が生じて記憶想起が実現しているか明らかにした研究はない。本申請では、海馬CA3-CA1経路が想起直後の早い想起を担う回路であるという仮説を立て、想起時のCA1領域の上流である嗅内皮質(EC)およびCA3領域の情報伝播を可視化し、さらに、光操作により想起フェーズにおける各脳領域の機能を検証し、記憶の想起を担う回路基盤の解明を目指す。
平成29年度では、光操作を用いた想起におけるCA3特異的不活性化の影響の解析を解析した。CA3特異的に光依存性抑制性オプシンArchTを発現させ、光恐怖条件付け課題、および音恐怖条件付け課題の想起時に、CA3の活性を抑制したところ、両課題において、光照射群は非光照射群に比べて有意に低い恐怖反応を示し、CA3の活性が音や光で条件付けされた恐怖記憶の想起に必要であることが示唆された。
平成30年度では、記憶想起時のCA3反回回路の役割をカルシウムイメージングにより解析した。その結果、コントロール群は学習後の休息時に観察された神経活動が記憶想起時に再生される割合が高かった。一方、CA3神経可塑性の障害を示すCA3特異的NMDA受容体欠損マウスはこの再生される割合が、コントロール群に比べて低下していることから、CA3神経可塑性の障害は学習後の休息時、即ち、記憶固定化のフェーズにおける記憶情報の固定化に関わることが示唆された。また、カルシウムイメージングと海馬局所脳波の同時計測系を確立した。
今後は、同時記録した海馬の局所脳波と得られた神経活動の関連を調べ、記憶固定化および記憶想起に重要なCA3特有の細胞活動パターンとその出現タイミングを解析する。
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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
平成30年度では、記憶想起時のCA3反回回路の役割をカルシウムイメージングにより解析した。その結果、コントロール群は学習後の休息時に観察された神経活動が記憶想起時に再生される割合が高かった。一方、CA3神経可塑性の障害を示すCA3特異的NMDA受容体欠損マウスはこの再生される割合が、コントロール群に比べて低下していることから、CA3神経可塑性の障害は学習後の休息時、即ち、記憶固定化のフェーズにおける記憶情報の固定化に関わることが示唆されたため。
また、カルシウムイメージングと海馬局所脳波の同時計測系を確立したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
同時記録した海馬の局所脳波と得られた神経活動の関連を調べ、記憶固定化および記憶想起に重要なCA3特有の細胞活動パターンとその出現タイミングを解析する。
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