2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K15910
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
湊原 圭一郎 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (30740237)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 記憶・学習 / 記憶痕跡回路 / 恐怖条件付け |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスの学習課題の一つである恐怖条件付けにより、新奇環境暴露刺激などの感覚刺激と足下への電気ショック刺激をマウス脳内で連合し、感覚刺激に対する恐怖記憶を形成する。その結果、感覚刺激の提示だけでも恐怖記憶の想起が引き起こされる。この学習が成立する過程において感覚入力に応答する神経細胞群が記憶痕跡回路を形成する、という仮説を立てた。それを検証するため、神経活動イメージングによる感覚刺激応答神経細胞の同定実験とマウス脳内の神経活動操作実験を実施する。神経活動イメージング実験では大脳皮質内で感覚入力に対して反応する個々の神経細胞を同定する。そのために単一細胞の解像度を有する、多細胞同時神経活動測定法を実施する。さらにそれらの神経細胞が恐怖条件付け学習後にどのような神経生理変化を示すのかを解析する。さらに神経活動操作実験では薬剤の投与により特定の神経細胞の活動を人為的に操作することのできるDREADD法を利用する。神経活動を操作するための受容体は、アデノ随伴ウイルスベクターを脳内に注入することで、脳領域特異的に発現させる。神経活動操作を実施する脳領域は、神経活動イメージングにより感覚入力に応答する神経細胞群が存在する脳領域と対応させる。受容体発現マウスに対して薬剤を投与することにより、大脳皮質内の特定の神経細胞の活動を学習成立時に人為的に変化させることで、恐怖記憶形成効率が変化するのかどうかを行動試験により評価する。
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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
神経活動イメージングを用いた感覚刺激応答神経細胞の同定実験により、マウス大脳新皮質において鋭敏に感覚刺激に応答する新規神経細胞集団を同定した。さらにこの神経細胞の応答性が学習後に変化し、さらに新規神経ネットワークを形成することを見出した。
そしてDREADD法を用いた神経活動操作実験と行動試験を組み合わせることにより、大脳新皮質内の特定領域を学習時に抑制することで、記憶形成効率が低下することを見出した。
以上の実験結果から、マウス脳内の感覚刺激応答神経細胞群が記憶回路形成に寄与する可能性が高いことが示唆され、仮説の立証に向けたデータが蓄積されていると判断されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験により感覚刺激応答神経群が新規神経ネットワークを形成し、記憶形成に寄与することが示唆されたため、今後はこれらの神経細胞群が記憶情報を有する記憶痕跡回路を形成するかどうかを検証する。記憶痕跡回路のマーカーと新規神経ネットワークの重なりを評価し、感覚入力が記憶痕跡回路へと変化する神経生理動態を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当該年度に購入した画像解析ソフトの金額が計画よりも高額になったため、消耗品購入費用として３０万円を前倒し請求した。しかしながら研究室のマウスウイルス感染事故のため、実験が一時中断した影響で消耗品の消費が予定より低くなった。この次年度使用額は中断した実験のために、次年度に使用する。ちなみにマウス室は４月には運用が再開されるので、研究全体の遂行計画には影響はない。
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