2020 Fiscal Year Research-status Report
記憶の固定化を支えるシナプス結合の変化とその制御機構
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20K06860
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
宮脇 寛行 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (40785979)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 神経生理学 / 記憶固定化 / 大規模電気生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶は経験時に獲得された後、睡眠時に安定な形に固定化される。この過程において、関与する脳部位が変化してゆくことが古くから知られている。これは、脳領域間をまたぐ広域的な神経ネットワークが動的に変化することを示唆している。一方、近年の神経活動の計測・操作技術の発展により、記憶の獲得時に活性化した神経細胞が再び活性化することで、記憶の想起が起きていることが明らかにされてきた。これは、個々の神経細胞のレベルでは、神経ネットワークが安定に保持されていることを示唆している。このように、広域回路のレベルと局所回路のレベルでは神経ネットワークの安定性について異なる仮説が提唱されているが、これらの間のあるギャップがどのように埋められるのかは未だ不明である。
本年度は、自由に行動しているラットの脳の３つの領域から同時に大規模電気生理学記録を行うことにより、３つの領域から多数の神経細胞の活動を同時に、記憶の獲得から想起までの神経活動を連続して記録した。これにより、介入実験を行わない場合の神経活動を解析するための基礎的なデータをえることができた。
さらに、このデータに独立成分分析や相関関数解析を応用した数理解析を行い、記憶の獲得によって脳領域間横断的な同期活動が新たに生じることを明らかにした。興味深いことに、これらの同期活動の際には、様々な脳領域で見られる100-200Hz程度の速い局所電場電位の振動が一過的に亢進していることが明らかとなった。
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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
本年度は、当初の予定の中でも挑戦性の高い部分であった、脳領域間ネットワークの変化を検出し解析する部分について、ほぼ計画に沿った成果を上げることができた。さらに、脳領域間の同期活動の際には、様々な脳領域で高い周波数帯の活動が一過的に生じることを明らかにできた。これは、本研究課題の後半に行う予定である光遺伝学による介入実験において、その標的となる活動パターンを決定する上で極めて重要な知見である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究により、個々の脳領域で同定された神経活動パターンの間の脳領域横断的な同期活動が記憶の獲得によって新たに生じることが明らかとなった。これは、脳領域をまたぐ広域的なネットワークの動的な性質を反映していると考えられる。一方、個々の脳領域内の神経活動パターンについては、その安定性などに不明な点が多い。
そこで次年度以降は、それぞれの神経活動パターンがどのタイミングで生じ、それがどの程度安定してるかについて、脳領域横断的な同期活動への関与の有無のと関連を含めて解析を行う。これにより、を支える脳領域間ネットワークの変化と各脳領域内の局所ネットワークの性質を包括的に理解し、記憶の固定化を支えるメカニズムを解明することを目指す。
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| Causes of Carryover |
昨今のコロナ禍の影響もあり、実験設備や機器の購入計画に遅れがあるため。機器の中には実際にデモ機によるテストを行い機器選定を行うものも多く、これがコロナ禍の影響で遅れ気味なのが計画の遅れにつながっている。
今後、コロナ禍の収束にともない、この遅れは徐々に解消されると期待される。
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Research Products
(2 results)
