2023 Fiscal Year Research-status Report
The role of memory reconsolidation induced by respiration using optogenetics
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22K07335
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
中村 望 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (50450961)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | respiration / reconsolidation / hippocampus / memory |
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| Outline of Annual Research Achievements |
辛い記憶を消すなど記憶をコントロールすることができれば、人々の生活は改善し、現代社会で増え続けるさまざまな精神疾患の治療に役立つことが考えられる。本研究では、「記憶の書き換え」について、呼吸という内因的活動が有効な促進作用を有することを証明する。これまで我々は、呼吸中枢活動を光操作で止めることのできるトランスジェニックマウスを用いて、記憶を形成する瞬間に呼吸を止めると、記憶できなくなることを発見した。つまりこれは、呼吸には、記憶を形成するときにそれができなくなるなんらかの作用を有することを意味する。本研究では、さらに一歩進んで、一度覚えた記憶について、記憶想起に合わせて呼吸を制御することで、記憶を消去できるか、つまり、呼吸には、新しい記憶の形成に関与するだけでなく、すでに覚えた記憶を消し去る作用をもちうるかについて解明する。
１) 記憶形成されたあとの呼吸停止による再固定の消去効果の検証
覚醒マウスの呼吸停止による記憶の再固定の消去効果と、その効果が現れるまでの臨界点を検証する。その検討すべき条件として、これまで示した恐怖条件付け課題を用いて、記憶が形成されたあと、呼吸停止によってどの時点で記憶が消去できるかという再固定効果を明らかにする。
２) 海馬のニューロン群の活性化パターンの可視化
上記で説明したArc, Homer1a, Fosの最初期遺伝子を用いた分子イメージング法、in situハイブリダイゼーションを行い、海馬だけでなく、扁桃体、前島皮質、前帯状皮質などの集団レベルのニューロン群の活性化パターンの変化について検証する。これにより、記憶機能への効果、さらには、恐怖、不安、ストレス関連作用についても、全脳レベルで検証していく。
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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
１）では、従来のプロトコール通り、恐怖条件付け課題を用いて、エンコーディング２日間、想起１日というように、恐怖CSが定着したことを確認したあと、翌日、追加のエンコーディング２日間、想起１日、これを二回繰り返した。特に、エンコーディングの際に光操作で呼吸停止によって、記憶が再固定されることで、消去できるかどうかを調べた。その結果、コントロール群と同程度のすくみ反応を示した。つまり、呼吸停止による消去効果は確認できなかった。その効果は、よりいっそう短時間での効果が考えられるため、恐怖条件付け課題のエンコーディングの際、電気ショックを受けて恐怖CSを形成した５分後（同日）の直後に、追加のエンコーディング（５分間）を行い、その際に光操作で呼吸停止を行った。しかし、この場合のすくみ反応は、コントロール群と同程度で、消去効果は示されてなかった。成果は、おおむね順調に進展しているものの、呼吸制御による記憶効果の臨界点は、想定よりも超短期間の効果であることが考えられた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）で得られた結果から、呼吸制御による記憶効果は、５分よりも短い効果であることから、超短時間の効果を調べる必要がある。その効果を明らかにしたあと、２）の海馬のニューロン群の活性化パターンの可視化、in situハイブリダイゼーション法を用いて、ニューロン群の活性化パターンの変化について検証する予定である。
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