Neuronal mechanisms of synaptic plasticity in the amygdala

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25430015
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 渡部 文子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00334277)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 扁桃体 / 神経回路 / 光遺伝学 / 情動 / 慢性疼痛

Outline of Annual Research Achievements

情動記憶は個体の生存に重要な鍵として機能する。痛みなどの無条件刺激 (US) と音や空間などの条件刺激 (CS) との連合学習である恐怖条件付けには、扁桃体外側核がその責任領域として長年研究が進んできた。一方、USとして用いられる痛みシグナルは、腕傍核（PB）から扁桃体外包中心核（CeC）に直接入力することが知られ、CeCもCS-US連合の場として捉えられる。そこで本研究では、CeCを新たな連合の座と捉え、情動学習における活動を可視化し個体レベルで光操作することにより、その生理的役割を、神経回路から行動制御レベルまで一貫して解明することを目的とした。
研究実績の概要としては、CeCが情動学習依存的に顕著なシナプス増強を示すことを見出した。さらに連合学習時にPBを可逆的に抑制すると、情動記憶が抑制されることも見出した。興味深いことに、PB-CeC経路を光遺伝学的に活性化すると、痛み信号を与えることなく人工的な恐怖記憶形成された。以上の結果は、PBからCeCへの入力が痛み負情動を生み出す経路であることを示唆する。

Research Products

• [Journal Article] Overlapping memory trace indispensable for linking, but not recalling, individual memories. (2017)
  • Author(s): Yokose, J., Okubo-Suzuki, R., Nomoto, M., Ohkawa, N., Nishizono, H., Suzuki, A., Matsuo, M., Tsujimura, S., Takahashi, Y., Nagase, M.,Watabe, A.M., Sasahara, M., Kato, F., Inokuchi, K.
  • Journal Title: Science Volume: 355 Pages: 398-403
  • DOI: 10.1126/science.aal2690
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cellular tagging as a neural network mechanism for behavioral tagging. (2016)
  • Author(s): Nomoto, M., Ohkawa, N., Nishizono, H., Yokose, J., Suzuki, A., Matuo, M., Tsujimura, S., Takahashi, Y., Nagase, M., Watabe, A.M., Kato, F., Inokuchi, K.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 7:12319 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1038/ncomms12319
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synaptic and network consequences of monosynaptic nociceptive inputs of parabrachial nucleus origin in the central amygdala. (2016)
  • Author(s): Sugimura, Y.K., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F.
  • Journal Title: Journal of Neurophysiology Volume: 115 Pages: 2721-2739
  • DOI: 10.1152/jn.00946.2015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Enhanced long-term potentiation in mature rats with a history of cryptogenic infantile spasms. (2016)
  • Author(s): Tsuji, M., Takahashi, Y., Watabe, A.M., Kato, F.
  • Journal Title: Epilepsia Volume: 57 Pages: 495-505
  • DOI: 10.1111/epi.13315
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] SAD-B Kinase regulates presynaptic vesicular dynamics at hippocampal Schaffer collateral synapses and affects contextual fear memory. (2016)
  • Author(s): Watabe, A.M., Nagase, M., Hagiwara, A., Hida, Y., Tsuji, M., Ochiai, T., Kato, F., Ohtsuka, T
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry Volume: 136 Pages: 36-47
  • DOI: 10.1111/jnc.13379
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 痛み情動回路による恐怖記憶の制御 (2016)
  • Author(s): 渡部文子
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2016-07-20 – 2016-07-22
• [Presentation] Neural circuits underlying flight-or- freeze behavior triggered by an environmental threat. (2016)
  • Author(s): M Ito, M Sat, M Nagase, Y K Sugimura, Y Takahashi, A M. Watabe and F Kato.
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2016-07-20 – 2016-07-22