Mechanisms of experience-rependent memory formation in the hippocampus

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07724
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: Junko Ishikawa 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (30570808)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西井 淳 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (00242040) ; 村井 礼 山口大学, 国際総合科学部, 准教授 (30279111) ; 呉本 尭 日本工業大学, 先進工学部, 教授 (40294657) ; 美津島 大 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70264603)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 記憶 / 海馬CA1 / 超高頻度発火 / リップル発火

Outline of Final Research Achievements

We have previously shown that episodic experience increases super burst and ripple-firings in hippocampal CA1 and induces diversification of ripple firing waveforms. The present study demonstrated that the formation of memory as well as these neural events is prevented by a muscarinic receptor antagonist (scopolamine), indicating that super burst and ripple-firings are important for memory formation for episodic experience. We also made a novel electrophysiological system to confirm that the super burst is the triggering event for the subsequent increase in ripple-firing and diversification of their waveform. This system made it possible to suppress super burst for approximately 200 ms immediately after they were detected in real time.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エピソード経験の記憶形成における超高頻度発火やリップル発火の生理学的意義はまだほとんど解っていないが、本研究でこれらの神経イベントの重要性が明らかとなった。また、リップル発火の増加や多様化はシナプス可塑性に起因したものであると考えられる。記憶や学習のメカニズムには海馬におけるシナプス可塑性が重要であることが解っているが、それを引き起こす内因性神経イベントはまだ見つかっていない。本研究で構築したシステムによって超高頻度発火がそのイベントであることが証明されれば、生理学分野における重要な知見となる。