2019 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding the mechanism for memory retrieval based on the neural dynamics and manipulation
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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, 学術研究部医学系, 助教 (20636253)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 記憶連合 / 反回回路 / 反響 / 海馬 / 記憶想起 / 記憶痕跡 / ダイナミズム / 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。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、カルシウムイメージングにより海馬の学習～休息～想起における情報伝播のダイナミズムを可視化し、さらに、光操作により記憶プロセス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~平成30年度では、CA3の記憶想起における役割を検討するため、CA3特異的に光依存性抑制性オプシンArchTを発現させたマウスを光恐怖条件付け課題および音恐怖条件付け課題に供した。記憶想起にCA3活性が抑制された光照射群は、両課題において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。また、海馬の学習～休息～想起における海馬のダイナミズムを可視化するため、CA3反回回路の神経可塑性が欠損したCA3 NR1-KOマウスの海馬CA3およびCA1にカルシウムインジケータG-CaMPを導入し、光恐怖条件付け課題遂行中のカルシウムイメージングデータを取得した。
令和元年度では、CA3反回回路の役割を明らかにするため大規模データの解析を行った。その結果、CA3 NR1-KOマウスは、想起時における記憶痕跡細胞の活動性と条件刺激との相関性および連合学習後の海馬における反響的細胞活動がコントロールマウスに比べて有意に低下していた。これは、海馬CA3が学習および想起に関わることを示唆している。
今後は、カルシウムイメージングで際の観察されたタイミングで、光遺伝学的操作によりCA3の活性を制御し学習および想起パフォーマンスに対する影響を解析し、因果関係を明らかにして論文として投稿する。
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