Identifying prefrontal cortical circuit underlying suppression of emotional memory

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03541
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Uematsu Akira 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任講師 (90716242)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 消去 / 前頭前野 / 恐怖 / 報酬

Outline of Final Research Achievements

Associative memory is a critical function to predict danger or reward in the environment. When the predicted outcome no longer exists, animals can learn to inhibit these emotional memories, a process called extinction. The ventromedial subregion of the prefrontal cortex (vmPFC) is important for appetitive or aversive memory extinction. However, little is known about whether specific projection-defined population encode aversive and appetitive extinction and if so, how the neural dynamics in vmPFC cell populations differentiate distinct forms of extinction. I found that unique population in the vmPFC has specific functional roles in appetitive and/or aversive extinctions. Next, I recorded calcium dynamics of vmPFC excitatory neurons with miniature microscope and tracked same neurons during appetitive and aversive extinctions. The population analysis showed that population dynamics of the vmPFC neurons differ between appetitive and aversive extinction.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脅威や報酬を予測する結果が異なった場合には予測をアップデートし、状況に適応していくことが必要とされる。アップデートする過程において前頭前野が重要であるが、詳細な神経回路メカニズムについては解明されていなかった。本研究においては動物モデルを用いることで報酬や恐怖を予測する刺激がアップデートされる際の前頭前野のより詳細な神経回路機能を解明した。さらに、神経応答についても新たな知見を売ることができた。PTSDや報酬依存といった病的状態においては前頭前野の機能に異常をきたしていると考えられ、本研究の成果がこれらの理解につながると考える。