Neural basis of memory consolidation: Organization of hippocampal-output circuit mediated by entorhinal LV neurons

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06917
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ohara Shinya 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (10570038)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 内側嗅内皮質 / 外側嗅内皮質 / 海馬出力路 / V層局所回路 / 齧歯類

Outline of Final Research Achievements

The entorhinal cortex (EC) constitutes the major gateway between the hippocampus and the neocortex, and the hippocampal output circuit via EC is considered to play an important role in transferring hippocampal information to the neocortex for long-term memory formation. The aim of this study is to identify the organization of this hippocampal output circuit via the lateral and medial EC (LEC and MEC, respectively). By using neural tracing techniques and channelrhodopsin-assisted circuit mapping method, we examined the organization of the (1) hippocampal-entorhinal circuit, (2) entorhinal local circuit, and (3) entorhinal output circuit. Contrary to previous anatomical reports, our results showed that the hippocampal-cortical output circuits differ between MEC and LEC, and the circuit is more prominent in LEC than in MEC. Our findings imply a potential difference in how LEC and MEC mediate episodic systems consolidation.

Free Research Field

システム神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MECよりLECが海馬出力路を効率的に中継することを示した本研究成果は、MECが記憶固定化に深く関わるとしたこれまでの考えに反する興味深い発見である。この解剖学データを基に、LECにおける記憶固定化のメカニズム解明を目指す様々な行動学的、計算論的研究が展開されることが期待される。また、LECがアルツハイマー病患者において最初に病変が見られる領域であることから、アルツハイマー病の病態メカニズムの解明にも繋がると考えられる。さらに、LECとMECの回路構成の違いは、「LECとMECニューロンの情報表現の違いを生む神経機構」、及び「MECグリッド細胞を生む神経機構」の理解にも貢献すると期待される。