ショウジョウバエ記憶中枢における記憶に必要な神経細胞種の全同定

• 研究課題/領域番号: 14J06646
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 市之瀬 敏晴 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: ショウジョウバエ / 神経行動学 / 記憶学習 / ドーパミン報酬系 / 長期記憶 / フィードバック回路 / 行動遺伝学 / 記憶学習行動 / キノコ体出力神経

研究実績の概要

今年度は、当該研究課題から得られた成果の集大成として、長期記憶を誘導するドーパミン報酬がハエの記憶中枢であるキノコ体からのフィードバック制御を受けるという重要な発見を筆頭著者として発表した（Ichinose et al., eLife, 2015）。これまでの研究（Yamagata, Ichinose et al., PNAS, 2015）により、特定のドーパミン作動性細胞からのドーパミン入力が長期記憶の形成に重要であることがわかっていたが、その形成メカニズムの詳細は明らかでなかった。本研究はこれをさらに深め、フィードバック回路を介した「報酬の増幅機構」が特定のドーパミン神経に働き、このフィードバック回路が学習後もしばらく活動していることが記憶の長期化に重要であることを発見した。この長期化された記憶は短期記憶に比べて記憶の特異性が下がることも明らかになり、記憶の特異性と安定性の間のトレードオフを示唆する結果となった。
ヒトの場合でもドーパミン神経系が脳の報酬情報に深く関連し、記憶中枢との相互作用が示唆されている。長期記憶の形成を誘導するフィードバック回路とその動作原理を一細胞レベルで明らかにした本研究の成果は、記憶障害メカニズムの効果的なモデルを提供したという点で特筆に価する。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Reward signal in a recurrent circuit drives appetitive long-term memory formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Aso Y, Yamagata N, Abe A, Rubin GM, Tanimoto H.
  • 雑誌名: eLife 巻: 4 ページ: 1-18
  • DOI: 10.7554/elife.10719
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct dopamine neurons mediate reward signals for short- and long-term memories (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagata N, Ichinose T, Aso Y, Placais P, Friedrich AB, Sima RJ, Preat T, Rubin GM, Tanimoto H
  • 雑誌名: PNAS 巻: 112 号: 2 ページ: 578-583
  • DOI: 10.1073/pnas.1421930112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mushroom body output neurons encode valence and guide memory-based action selection in Drosophila (2014)
  • 著者名/発表者名: Aso Y, Sitaraman D, Ichinose T, Kaun KR, Vogt K, Belliart-Guerin G, Placais PY, Robie AA, Yamagata N, Schnaitmann C, Rowell WJ, Johnston RM, Ngo TT, Chen N, Korff W, Nitabach MN, Heberlein U, Preat T, Branson KM, Tanimoto H, Rubin GM
  • 雑誌名: Elife 巻: 4
  • DOI: 10.7554/elife.04580
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Reward signal in a recurrent circuit drives appetitive long-term memory formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Aso Y, Yamagata N, Abe A, Rubin GM, Tanimoto H.
  • 学会等名: NTNU-Tohoku Univ. ’Joy of Brain Research’
  • 発表場所: 東北大学 (仙台)
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会
• [学会発表] Reward signal in a recurrent circuit drives appetitive long-term memory formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Aso Y, Yamagata N, Abe A, Rubin GM, Tanimoto H
  • 学会等名: Tohoku Forum for Creativity, Frontiers of Brain Science ‘Memory and Mind’
  • 発表場所: 東北大学 (仙台)
  • 年月日: 2015-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Reward signal in a recurrent circuit drives appetitive long-term memory formation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Aso Y, Yamagata N, Rubin GM, Tanimoto H.
  • 学会等名: 9th Research Area Meeting ‘Prediction and Decision Making
  • 発表場所: OIST (沖縄)
  • 年月日: 2015-04-25
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of the reward signal to drive appetitive LTM formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Yamagata N, Aso Y, Friedrich AB, Rubin G, Tanimoto H
  • 学会等名: The 2nd Taiwan-Tohoku University Neuroscience Workshop for Young Scientists
  • 発表場所: 蔵王
  • 年月日: 2014-12-07 – 2014-12-11
• [学会発表] Reward signal in a recurrent circuit drives appetitive long-term memory formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ichinose T, Yamagata N, Aso Y, Friedrich AB, Rubin G, Tanimoto H
  • 学会等名: Learning and memory: A Synthesis of Bees and Flies
  • 発表場所: Janelia Research Campus, USA
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-24