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光遺伝学を用いた呼吸制御による記憶機能と海馬活動リアルタイムイメージングの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K06533
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46030:神経機能学関連
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

中村 望  兵庫医科大学, 医学部, 助教 (50450961)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード呼吸制御 / 吸息 / 記憶 / 認知 / エンコーディング / 光遺伝学 / AAV接種 / 呼吸 / 光操作 / in vivoカルシウムイメージング / 呼吸中枢 / 恐怖記憶 / 海馬 / 延髄
研究成果の概要

これまで我々はヒトの息を吸う瞬間が記憶課題の正解率低下を引き起こすことを発見した。この知見から「記憶の固定・再固定は、吸息により起こる」という命題を立てた。この対偶の一つは「吸息が起こらないと、エンコーディングが完了しない」である。これを証明するために、光操作による動物行動実験を行った。
組換えAAV接種と遺伝子改変マウスを用いることで、光操作による吸息活動を強制的に制御させ、さまざまな記憶課題のエンコーディングにおける強制的な吸息活動停止により、記憶想起のパフォーマンス低下が示された。これらの結果は、エンコーディングを完了させるためには、吸息活動が重要な役割を果たすことを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸が認知機能を制御するメカニズムが明らかにすることは、下位脳が上位脳を制御するメカニズムの証明となる。これらのメカニズムを知ることで、今後の社会において、これまで明らかにされていない認知機能の改善法やストレス低減を導くための重要な取り組みになると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Respiratory modulation of cognitive performance during the retrieval process2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura NH, Fukunaga M, Oku Y
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 13 号: 9 ページ: e0204021-e0204021

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204021

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Respiratory phase transition modulates cognitive performance during the retrieval process (O05-1)2020

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Nakamura
    • 学会等名
      第97回日本生理学大会(別府コンベンションセンター、大分)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 想起プロセスにおける呼吸依存性の認知低下の神経基盤の解明2019

    • 著者名/発表者名
      中村 望
    • 学会等名
      第2回生体機能イメージング共同利用実験研究発表会(生理学研究所、岡崎)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Respiratory-dependent cognitive decline during the retrieval process2019

    • 著者名/発表者名
      Nozomu Nakamura
    • 学会等名
      Friday Lunch Seminar脳情報通信融合研究センターCiNET(大阪大学吹田キャンパス、大阪)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 中村 望の「呼吸による認知機能制御を科学する」

    • URL

      https://sites.google.com/site/respirationandtaskperformance/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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