記憶の記銘と想起を司るラット海馬の神経メカニズム

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16884
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 中園 智晶 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (10835490)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 海馬 / 記憶 / 光遺伝学 / オシレーション

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画においては、光遺伝学的手法(オプトジェネティクス)を用いた特定の神経ネットワーク活動の制御による記憶メカニズムの解明の解明を目指している。記憶には記銘・保持・想起のステップが存在し、それぞれのステップにおいて関与する神経ネットワークの振る舞いは変化していると考えられる。光刺激によって特定の神経細胞集団の活動を制御しうる光遺伝学の技術を使用することによって、特定の神経ネットワークのみを高い時間分解能において制御し、この記憶の個々のステップに関与する神経ネットワークとその振る舞いを明らかにすることができると考えられる。2020年度は、より多くの神経細胞活動を同時に記録できるシステムのセットアップと、記憶課題の改良と訓練方法の確立を実施した。まず記録システムの刷新については、最大16本の記録電極（テトロード）を独立して操作可能なハイパードライブを自作し実験動物における記録実験を実施した。行動課題の改良については、これまではT字迷路を使用した記録を行う予定であったが先述の記録システムの変更に伴ってより小規模で低ノイズでの記録が望ましいと判断した。そのため認知課題用のオペラントボックスを新たにセットアップし、T字迷路での実験と同様の目的が達成されるような行動課題を考案し実験動物に訓練中である。本行動課題はラット用の遅延見本合わせ課題を改良したもので、場所情報から独立した記憶の記銘と保持、そして想起のメカニズムを分離しうるものと考えられる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年に実施した研究のうち、まず新しい記録用ドライブについてはまだその利用法について十分な確証が得られていない。しかしながら既に問題点の洗い出しは終了しているため、早い段階でトラブルシューティングを終了させることができると考えられる。多細胞記録システムのメリットは少ない実験動物個体数でデータを得られることであり、その点による時間短縮を考慮すると本来の進行速度であると言える。また行動課題の改良についても、もともとのT字迷路に比べて実験者の負荷の低いものであり、より手際の良い実験を可能にするものである。

Strategy for Future Research Activity

未だに克服すべき問題は少々残っているものの、2019年度と2020年度のセットアップにおいてほぼ実験環境が整った。今年度は今回新規に考案したオペラントボックスにおける行動課題を用いた記録実験・光操作実験を実施し、そのデータを詳細に解析してゆく予定である。

Causes of Carryover

1万円以下と少額の繰越であり当初の計画に対して誤差の範囲である。翌年度分とあわせて使用する。