| 研究課題/領域番号 |
19H00998
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
|---|
研究代表者 |
吉原 基二郎 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 上席研究員 (80222397)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2019年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
|
|---|
| キーワード | ローカルフィードバック仮説 / フィーディング・ニューロン / ショウジョウバエ / 記憶 / シナプス可塑性 / 連合学習 / パブロフ条件反射 / コマンドニューロン |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
記憶の素過程と想定されるニューロン同士のつながり形成については、まだよくわかっていない。その機構として、申請者は”ローカルフィードバック仮説”を案出した(Science, 2005)。このミクロの細胞機能をマクロの行動に結びつけるため、ショウジョウバエの摂食行動を司令する”フィーディング・ニューロン”を発見した(Nature, 2013)。さらに、脳内を見ながら機械刺激を摂食行動に連合するパブロフの条件付けに成功し、条件付けに伴うフィーディング・ニューロンの活動性変化を確認した(発表準備中)。この記憶のミクロとマクロの対応により仮説を検証し、記憶の分子細胞機構を解明する。
|
| 研究成果の概要 |
記憶の仕組みの候補として、研究代表者は”ローカルフィードバック仮説”を案出し、この細胞変化を行動変化に対応させるため、ショウジョウバエの脳内で細胞の活動が摂食行動を司令する”フィーディング・ニューロン(FN)”を発見した。本研究では、FNを観察しながら機械刺激を摂食行動に連合するパブロフの条件付けの実験系を確立し、機械刺激がFNを操るように入力が変化することを発見した(Curr. Biol., 2021)。さらに、この記憶を担うシナプスの可塑的変化を世界初の細胞内レベルのエングラムとしてリアルタイム観察した（発表準備中）。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、記憶の細胞レベルでのリアルタイム観察を初めて可能にする実験系を確立したことである。それは、歴史上初めての記憶の脳内実体（エングラム）の発見につながり、さらには研究代表者が案出した仮説を検証することを可能にするため、記憶の基本原理が明らかになることが期待される。その学術的意味にとどまらず、本研究は、脳内記憶素子であるニューロンの情報処理の記憶時の変化を初めて明らかにすることのできる研究であるため、その知見をAIなどの情報工学ならびに、医学へも応用可能という社会的意義を持つ。
|
