2023 Fiscal Year Annual Research Report

Neural basis of memory acquisition and retrieval

Research Project

Project/Area Number	21H02597
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	松尾直毅九州大学, 理学研究院, 教授 (10508956)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	寺前順之介京都大学, 情報学研究科, 准教授 (50384722)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	記憶想起
Outline of Annual Research Achievements	マウスの恐怖条件付け記憶の獲得時と想起時に特に活動している細胞集団をそれぞれ遺伝学的に全脳で網羅的標識を行うことにより、有意に再活動している脳領域を見出した。想起に関しては学習2日後の近時記憶想起と、学習21日後の遠隔記憶想起時のそれぞれで解析を行い、近時記憶と遠隔記憶で再活動状態が異なる脳領域を見出した。また、それらの脳領域での再活動細胞率と記憶想起時のすくみ反応の割合（記憶の強度の指標）の間の相関を解析し、特に有意に正の相関がある脳領域を見出した。AAVを用いて見出した各脳領域全体および記憶痕跡細胞に、ArchTなどの抑制性オプシンを選択的に発現させ、光遺伝学を用いた神経活動抑制による記憶想起への影響を行動解析により行った。また、異なる蛍光色素を有する逆行性ウイルスベクターを利用することにより、これらの複数の脳領域の上流の脳領域および細胞集団を同時に蛍光可視化し、重複する脳領域と個々の神経細胞集団の同定と解析を行った。これら一連の研究により、恐怖条件付け記憶の想起に関わる特定の神経細胞集団および神経回路が明らかになりつつある。また、記憶の獲得時と想起時における記憶痕跡細胞の神経活動の違いを経時的に観測するために、背側海馬CA1領域にAAVを用いてGCaMP6fを発現させ、文脈依存的恐怖条件付けの獲得時および想起時を含む過程における長期的なin vivoカルシウムイメージングを行った。昨年度に引き続き、得られたデータを多変量解析などを用いて多角的な解析を実施し、周囲の他の細胞とは異なる記憶痕跡細胞に特徴的な神経活動を複数見出すことができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 特に大きな問題も生じず、研究が進捗しているため。
Strategy for Future Research Activity	引き続き、記憶獲得時と想起時で活動に違いがある脳領域に特に着目して、更なる解析を行う予定である。具体的には、逆行性ウイルスベクターと活動依存的なプロモーターなどを活用することにより、上流の脳領域の特定の神経細胞集団を可視化同定する。さらに、これらの神経細胞集団に選択的なChR2やArchTなどの光感受性タンパク質の発現を誘導し、光遺伝学による特定の神経回路の役割の違いを行動レベルで明らかにする。