2014 Fiscal Year Annual Research Report
異なる感覚様式の記憶による行動制御と神経回路
Publicly Offered Research
| Project Area | Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications |
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| Project/Area Number |
26120705
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
谷本 拓 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70714955)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
嗅覚、視覚、聴覚といった異なる感覚様式によって形成される記憶は、強度や持続時間がそれぞれ異なる。このように、記憶によって導かれる予測価値に生じる差異が、どのような神経回路メカニズムによるものであるのかを解明することは、生物の生存に必要不可欠である適応的行動の発現を理解する上で極めて重要である。 本研究では、色と匂いという2つの感覚様式が同一の脳構造で処理されているのか、あるいは独立した記憶中枢で処理されることを明らかにするために、キノコ体の関与を第一に検討した。
平成26年度は、我々が新規に立ち上げた嗅覚連合学習との比較が可能な視覚連合学習システムを用いて、視覚記憶がキノコ体で処理されているかどうかを検討した。具体的には、キノコ体神経細胞を特異的に標識したGAL4系統を用いて、Shibire[ts]を発現させ、温度変化により視覚記憶もしくは嗅覚記憶の読み出し時にのみ機能阻害を行った。さらに、投射パターンの異なる8種類のキノコ体神経細胞種を個別に操作することで、異なる感覚様式の記憶がキノコ体内の細胞種により区別されている可能性を検討した。これらの解析により、視覚記憶と嗅覚記憶に選択的に働くキノコ体神経の存在が確認された。また、報酬または嫌悪刺激を受け嗅覚記憶を誘導するドーパミン神経が、視覚記憶の形成にも重要であることを明らかにした。このことは、視覚記憶は嗅覚記憶と同様キノコ体で形成され、感覚様式の差はキノコ体内の異なる細胞群で表現されていると考えられる。
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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
自動化したハイスループット実験系を活用したことで、実験データの収集及び解析を大幅に効率化したため、順調に研究成果が得られている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に得られた結果を発展させ、平成27年度は視覚情報がどのようにキノコ体に伝達されるかを明らかにする。
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[Journal Article] Mushroom body output neurons encode valence and guide memory-based action selection in Drosophila.2014
Author(s)
Aso Y, Sitaraman D, Ichinose T, Kaun K, Vogt K, Belliart-Guerin G, Placais PY, Robie A, Yamagata N, Schnaitmann C, Rowell W, Johnston R, Ngo T, Chen N, Korff W, Nitabach M, Heberlein U, Preat T, Branson K, Tanimoto H, Rubin G.
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Journal Title
eLife
Volume: 3
Pages: e04580
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The neuronal architecture of the mushroom body provides a logic for associative learning.2014
Author(s)
Aso Y, Hattori D, Yu Y, Johnston R, Iyer N, Ngo T, Dionne H, Abbott L, Axel R, Tanimoto H, Rubin G.
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Journal Title
eLife
Volume: 3
Pages: e04577
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Neural circuits for colour discrimination and learning.2014
Author(s)
Tanimoto H, Vogt K, Schnaitmann C, Aso Y, Rubin GM, Wachtler T, Garbers C.
Organizer
11th International Congress of Neuroethology and 36th Annual Meeting of The Japanese Society for Comparative Physiology and Biochemistry
Place of Presentation
Sapporo Convention Center, Sapporo
Year and Date
2014-07-29 – 2014-08-01
Invited
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