2018 Fiscal Year Annual Research Report
脳深部の多領域同時イメージングによる記憶セルアセンブリの動態解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Brain information dynamics underlying multi-area interconnectivity and parallel processing |
|---|
| Project/Area Number |
18H05109
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
野村 洋 北海道大学, 薬学研究院, 講師 (10549603)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 脳・神経 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
記憶を始めとしてあらゆる脳機能は、個々の局所回路の演算が適切に下流の領域に伝達されることで実行される。例えば古典的条件づけでは、内側膝状体、扁桃体、中脳水道周囲灰白質や側坐核、前頭前皮質の局所回路の演算と、領域間の情報伝達が共に重要である。しかし従来、局所回路のセルアセンブリ研究と領域間の情報伝達に関する研究は独立して行われてきた。そのため、ある領域内に含まれる記憶セルアセンブリが、他の領域内の記憶セルアセンブリとどのように関係するかは不明であった。そこで申請研究では、複数の脳深部領域の活動を同時イメージングする手法を確立し、多領域に渡る記憶セルアセンブリの動態を明らかにすることを目指す。特に、ある領域内の記憶セルアセンブリが、多領域の記憶セルアセンブリと同期して活動するかを明らかにする。
平成３０年度は、複数の脳深部領域から同時にカルシウムイメージングを行う実験系を確立した。多領域に渡る記憶セルアセンブリを解析するため、脳深部に位置する多領域の神経活動を1細胞の分解能で測定した。アデノ随伴ウイルス（AAV）を用いて、カルシウムプローブGCaMP6を内側膝状体、扁桃体ニューロンに導入した。脳深部から画像を取得するため、直径0.5－0.6mmのGRINレンズ（Inscopix製）を各領域へ挿入した。そして、内側膝状体、扁桃体から神経活動を記録することに成功した。この成果は、記憶の神経回路メカニズムの解明に寄与する点で意義が大きい。また本手法は記憶に限らず幅広い脳機能の解明研究にも応用可能である点でも重要である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、複数の脳深部領域からカルシウムイメージングを行う実験系の確立に成功した。そして本手法を用いて記憶・学習中の神経活動のイメージングを行うとことまで進んでいる。以上の理由から本研究課題は、おおむね順調に進展していると評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
神経活動イメージング法を用いて、記憶・学習中の記憶セルアセンブリの特徴を解明する。記憶の形成、想起時に、各領域内で同期して活動するニューロン集団（記憶セルアセンブリ）が存在するかを調べる。さらに、領域内の記憶セルアセンブリが、他領域の記憶セルアセンブリと同期して活動するかを調べる。特に、記憶セルアセンブリに選ばれるニューロンの特徴や、学習の成立に伴って記憶セルアセンブリの形成、安定化が進むかについて、領域内および多領域にわたるセルアセンブリ両者に関して調べる。また、領域間で記憶セルアセンブリの形成進度が異なるかを明らかにする。
|
-
[Journal Article] Central Histamine Boosts Perirhinal Cortex Activity and Restores Forgotten Object Memories2019
Author(s)
Nomura H, Mizuta H, Norimoto H, Masuda F, Miura Y, Kubo A, Kojima H, Ashizuka A, Matsukawa N, Baraki Z, Hitora-Imamura N, Nakayama D, Ishikawa T, Okada M, Orita K, Saito R, Yamauchi N, Sano Y, Kusuhara H, Minami M, Takahashi H, Ikegaya Y.
-
Journal Title
Biological Psychiatry
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
-
-
[Presentation] Brain histamine boosts reactivation of weak memory engrams and restores forgotten long-term memories in mice and humans2018
Author(s)
Hiroshi Nomura, Hiroto Mizuta, Hiroaki Norimoto, Fumitaka Masuda, Yuki Miura, Hiroto Kojima, Aoi Ahizuka, Noriko Matsukawa, Zohal Baraki, Natsuko Hitora-Imamura, Daisuke Nakayama, Tomoe Ishikawa, Mami Okada, Ryoki Saito, Ayame Kubo, Yamato Sano, Hiroyuki Kusuhara, Masabumi Minami, Hidehiko Takahashi, Yuji Ikegaya
Organizer
WCP2018
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Histamine enhances reactivation of weak memory engrams and restores forgotten long-term memories2018
Author(s)
Hiroshi Nomura, Hiroto Mizuta, Hiroaki Norimoto, Fumitaka Masuda, Yuki Miura, Hiroto Kojima, Aoi Ahizuka, Noriko Matsukawa, Zohal Baraki, Natsuko Hitora-Imamura, Daisuke Nakayama, Tomoe Ishikawa, Mami Okada, Ryoki Saito, Ayame Kubo, Yamato Sano, Hiroyuki Kusuhara, Masabumi Minami, Hidehiko Takahashi, Yuji Ikegaya
Organizer
GRC, Optogenetics and Imaging: Technology Development, Novel Applications, and Closing the Loop Between Models and Experiments
Int'l Joint Research
-
-
-
