Mapping working memory networks in the Drosophila brain

• 研究課題/領域番号: 18K06496
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分46010:神経科学一般関連
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 堀内 純二郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 主席研究員 (80392364)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: Drosophila / forgetting / aging / learning and memory / Learning. / Memory / Aging / Learning / Learning and memory / Neural memory networks / Learning and Memory / Forgetting / working memory

研究成果の概要

物忘れの細胞基盤を理解するために、若いハエと年老いたハエの記憶エングラム細胞を調べた。若いハエと比較して、年老いたハエは物忘れが増加し、記憶力が低下する。若いハエも年老いたハエも、訓練後に同じ数のエングラム細胞を生成することを発見した。しかし、若いハエのエングラム細胞は記憶に関連した刺激によってのみ活性化されるが、年老いたハエのエングラム細胞は無関係な刺激にも活性化することを発見した。したがって、年齢に応じた物忘れは、無関係な刺激によって記憶が活性化される記憶の一般化によって引き起こさる。この記憶の一般化に関与する細胞と神経伝達物質を特定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

私たちの性格は経験と記憶で形成される。現在、社会を悩ませている病気の中で自分の性格を失う認知症は特に恐ろしい。認知症で何が起こるかを理解するには、物忘れが脳内でどのように起こるかを理解する必要がある。忘れることは単なる記憶の喪失か？ それとも、記憶に関する不確実が段階的に増大する現象か？私たちの研究では記憶の不確実性が高まることが忘れの原因だということを明らかにした。さらに、記憶の不確実性を引き起こす細胞および分子の変化を特定した。 これらの発見は、物忘れを理解することに役立ち、さらに高齢者の物忘れを改善するための新しい戦略の開発に役立つことが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Dopamine activity in projection neurons regulates short-lasting olfactory approach memory in Drosophila (2022)
  • 著者名/発表者名: Naganos S, Ueno K, Horiuchi J, Saitoe M.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 56(5) 号: 5 ページ: 4558-4571
  • DOI: 10.1111/ejn.15766
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-sucrose diets contribute to brain angiopathy with impaired glucose uptake and psychosis-related higher brain dysfunctions in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirai Shinobu, Toriumi Kazuya (4番目/24人中), et al.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7 号: 46 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1126/sciadv.abl6077
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Carbon Monoxide, a Retrograde Messenger Generated in Postsynaptic Mushroom Body Neurons, Evokes Noncanonical Dopamine Release (2020)
  • 著者名/発表者名: Ueno, K., Morstein, J., Ofusa, K., Naganos, S., Suzuki-Sawano, E., Minegishi, S., Rezgui, S.P., Kitagishi, H., Michel, B.W., Chang, C.J., Horiuchi, J., Saitoe, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 40 号: 18 ページ: 3533-3548
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2378-19.2020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Recurrent loops: Incorporating prediction error and semantic/episodic theories into Drosophila associative memory models (2019)
  • 著者名/発表者名: Horiuchi, J.
  • 雑誌名: Genes Brains Behav 巻: e12567 号: 8 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1111/gbb.12567
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibiting Glutamate Activity during Consolidation Suppresses Age-Related Long-Term Memory Impairment in Drosophila. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuno M, Horiuchi J, Ofusa K, Masuda T, Saitoe M.
  • 雑誌名: iScience 巻: 13 ページ: 55-65
  • DOI: 10.1016/j.isci.2019.04.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-Term Memory Engram Cells Are Established by c-Fos/CREB Transcriptional Cycling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyashita T, Kikuchi E, Horiuchi J, Saitoe M
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 25 号: 10 ページ: 2716-2728
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.11.022
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Two Parallel Pathways Assign Opposing Odor Valences during Drosophila Memory Formation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Daisuke、Hiroi Makoto、Abe Takashi、Shimizu Kazumichi、Minami-Ohtsubo Maki、Maeyama Yuko、Horiuchi Junjiro、Tabata Tetsuya
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 22 号: 9 ページ: 2346-2358
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.02.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [備考] 学習記憶プロジェクトHP
  • URL: https://www.igakuken.or.jp/project/detail/memory.html
• [備考] Learning and Memory Project
  • URL: https://www.igakuken.or.jp/memory/index.html
• [備考] 学習記憶プロジェクト
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/memory/