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2015 Fiscal Year Annual Research Report

運動学習における長期記憶機構の研究

Publicly Offered Research

Project AreaPrinciples of memory dynamism elucidated from a diversity of learning systems
Project/Area Number 26115504
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

中井 淳一  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80237198)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords運動学習 / カルシウム / 記憶 / 定着
Outline of Annual Research Achievements

記憶の定着がどのように起こるのか、また、良く知られた記憶の中枢である海馬と運動学習における中枢である小脳で、記憶の定着のメカニズムの違いや共通点は何かなど、記憶の定着についてはまだよく分かっていないことが多い。運動学習の短期記憶について、小脳における運動学習では記憶が小脳皮質でおこると考えられている。しかし、記憶の定着がどのように起こるのか、そのメカニズムはまだよくわかっていない。本研究では、運動学習に関する短期記憶のメカニズムの解明を行う。
小脳学習の定着のメカニズムが解明される。記憶の理解が進むことにより、短期記憶と長期記憶の分子機構の違いが明らかになる。また、この成果は海馬などの記憶の定着のメカニズムとの相同性や、違いを知ることにつながり、脳における長期記憶の全体像の理解が深まる。老化で記憶力が落ちるメカニズムの解明やその対処法、記憶に関するヒトの疾患の原因解明、脳卒中後のリハビリの効率化や、スポーツ強化にもつながる可能性がある。
ゼブラフィッシュを用いて、optokinetic response(OKR) 用視覚刺激装置を作成し、サッケードの角度、速度を解析した。この装置を用いて、OKRの学習を行わせ、学習後のサッカードの角度、速度を解析した。エンハンサートラップラインを用いてG-CaMPを小脳顆粒細胞、下オリーブ核、Eurydendroid cellに発現させ、その際の小脳の顆粒細胞、下オリーブ核の細胞活動をG-CaMPを用いたカルシウムイメージングを用いて解析を行った。今後はプルキンエ細胞にG-CaMPを発現するトランスジェニックラインを用いたカルシウムイメージングによりさらに解析を行っていく必要がある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.2016

    • Author(s)
      Monai H, Ohkura M, Tanaka M, Oe Y, Konno A, Hirai H, Mikoshiba K, Itohara S, Nakai J, Iwai Y, Hirase H
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/ncomms11100

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] JSAP1/JIP3 and JLP regulate kinesin-1-dependent axonal transport to prevent neuronal degeneration.2015

    • Author(s)
      Sato T, Ishikawa M, Mochizuki M, Ohta M, Ohkura M, Nakai J, Takamatsu N, Yoshioka K
    • Journal Title

      Cell Death and Differentiation

      Volume: 22 Pages: 1260-1274

    • DOI

      10.1038/cdd.2014.207

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A top-down cortical circuit for accurate sensory perception.2015

    • Author(s)
      Manita S, Suzuki T, Homma C, Matsumoto T, Odagawa M, Yamada K, Ota K, Matsubara C, Inutsuka A, Sato M, Ohkura M, Yamanaka A, Yanagawa Y, Nakai J, Hayashi Y, Larkum ME, Murayama M
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 86 Pages: 1304-1316

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2015.05.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation and imaging of transgenic mice that express G-CaMP7 under a tetracycline response element.2015

    • Author(s)
      Sato M, Kawano M, Ohkura M, Gengyo-Ando K, Nakai J, Hayashi Y
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10(5):e0125354 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0125354

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of genetically encoded calcium indicators for monitoring action potentials in mammalian brain by two-photon excitation fluorescence microscopy.2015

    • Author(s)
      Podor B, Hu Y, Ohkura M, Nakai J, Croll R, Fine A
    • Journal Title

      Neurophotonics

      Volume: 2(2):021014 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1117/1.NPh.2.2.021014

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 意識下活動動物からの特定神経活動記録法の開発2016

    • Author(s)
      山下哲, 犬束歩, Srikanta Chowdhury, 中井淳一, 大倉正道, 田口徹, 桑木共之, 山中章弘
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 光刺激・計測によるマウス大脳皮質層間信号統合のin vivo解析2016

    • Author(s)
      小泉協, 佐藤正晃, 大倉正道, 中井淳一, 林康紀, 八尾寛
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2016-03-22 – 2016-03-24
  • [Presentation] 2光子イメージング法での神経発火活動の検出に適した蛍光カルシウムプローブ蛋白質の比較検討2016

    • Author(s)
      大倉正道, Borbala Podor, Yi-ling Hu, Roger Croll, Alan Fine, 中井淳一
    • Organizer
      第89回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-09 – 2016-03-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] G-CaMP7発現マウス大脳皮質脳細胞活動の細胞-領野スケール長期イメージング実験解析法2015

    • Author(s)
      茂木優貴, 安藤恵子, 沖篤志, 岩井陽一, 毛内拡, 平瀬肇, 大倉正道, 中井淳一
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Real-time visualization of neuronal activity in zebrafish and C. elegans.2015

    • Author(s)
      Nakai J, Ohkura M, Kagawa-Nagamura Y, Muto A, Inoue M, Bito H, Kawakami K, Gengyo-Ando K
    • Organizer
      第38回日本神経科学大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-28 – 2015-07-31
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Optogenetic manipulation and probing. 『Optogenetics: light-sensing proteins and their applications』Part 2, Chapter 92015

    • Author(s)
      Ohkura M, Sadakari J, Nakai J
    • Total Pages
      409(133-148)
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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