2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K16882
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
寺尾 勘太 東京医科歯科大学, 教養部, 非常勤講師 (90825449)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 記憶 / 学習 / ドーパミン / 受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過去の経験に応じて記憶を形成することは重要であり、その神経メカニズムはよく研究されてきた(Waddell, Curr. Biol. 2016) 。一方で、記憶と現実にズレが見つかった場合は、過去の記憶を修正し、現実に即して行動することもまた重要である。しかし、記憶の修正を司る神経回路に関しては不明な点が多い。
ほ乳類では、報酬と連合された刺激に脳内ドーパミンニューロンが応答し、記憶の修正にも関与することが知られている (Schultz, Annu. Rev. Psychol. 2006) 。ほ乳類と昆虫の連合学習におけるドーパミン系の重要性を鑑みて、申請者は、昆虫でもドーパミン系が記憶の修正に寄与する、との仮説を立てて検証を試みた。
フタホシコオロギは、薬理学的な実験が容易で、遺伝学的制御に比べて時間解像度の高いドーパミン受容体阻害実験が容易な点でショウジョウバエと比べて本研究計画に適する。コオロギでは記憶の修正を検証する手段として消去学習を用いる。消去学習の手順の概要は以下のとおりである。1. コオロギにミントの匂いと水を提示することで、ミントの匂いに対する接近行動が生じるような訓練を行う。 2. ミントの匂いを単独で提示する訓練を行う。訓練の結果、ミントの匂いに対する接近行動が訓練前に比べて抑制される。消去学習の成立を示す予備的な実験結果が得られていた。2020年度は1. 消去学習の性質を行動実験で詳細に検証すること 2. 消去学習にドーパミンが関与するか検証すること を目標とした。
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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
2020年度は、1. コオロギの消去学習について、論文化を目指す程度の成果が得られた点 2. コオロギの消去学習の応用課題としての過剰予期効果を見出した点 の2点において進捗が得られた。
コオロギの消去学習については、ミントの匂いだけでなく他の植物の匂いを用いても同様の傾向が得られることや、テスト方法を変えた際にも消去学習が成立することが確認できた。これらの結果を論文としてまとめて発表するための準備を進めている。
さらにコオロギのより複雑な消去学習の1種として過剰予期効果を見出した。過剰予期効果の手順は以下の通りである。1. コオロギに植物の匂いと水を提示することで、植物の匂いに対する接近行動が生じるような訓練を行う。2. コオロギにある種の模様と水を提示することで、模様に対する接近行動が生じるような訓練を行う。 3. 匂い・模様の複合刺激と水を提示する訓練を行う。訓練の結果、植物の匂いに対する接近行動が訓練3を含まないコントロール群に比べて抑制される傾向を見出した。この現象は私の知る限り、ほ乳類で1例の報告があるのみで、その文献では消去学習の1種として論じられている。今後の研究課題となる実験系を見出した可能性がある。
一方で、ショウジョウバエおよびマウス・ラット等を用いた研究計画の進捗は芳しくない。コロナ禍における活動制限において、一定の制約に基づく限界があったと言わざるを得ない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度には、研究を推進するにあたっての目標として 1. コオロギの消去学習におけるドーパミン受容体の関与を探ること 2. コオロギの過剰予期効果を安定して再現する条件とその範囲を探ること 3. コオロギの過剰予期効果におけるドーパミン受容体の関与を探ること 4. ショウジョウバエ、マウス・ラットにおける実験を推進することとする。
1. コオロギの消去学習におけるドーパミン受容体の関与を探ること・3. コオロギの過剰予期効果におけるドーパミン受容体の関与を探ること については、ドーパミン受容体が記憶消去における形成・固定・読み出しのいずれの段階において関与するかを検討することが重要と考えている。必要な薬剤の準備はすでに整っている。3の検討の前段階として2. コオロギの過剰予期効果を安定して再現する条件とその範囲を探ること は必要となる。3の実験を安定して実現可能な実験条件を検討するために、2では訓練回数や訓練感覚、テストまでの感覚などのパラメータの設定が課題になると考えている。4. ショウジョウバエ、マウス・ラットにおける実験を推進すること について、ショウジョウバエの実験は以前にも報告した接近行動の持続現象について、関与するドーパミン受容体の発現範囲などを検討する。マウス・ラットを用いた研究については、消去学習を用いた実験系が現在の候補の一つである。いずれも他研究室との協力の下で行う。コロナ禍において他研究室との交流に一定の制限が生じているが、ウェブ会議の利用など対策を工夫する。
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| Causes of Carryover |
2020年度コロナ禍対応等による。
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