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空間文脈情報処理の神経回路機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H01010
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46:神経科学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

林 康紀  京都大学, 医学研究科, 教授 (90466037)

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
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2019年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
キーワード記憶固定化 / 記憶痕跡 / 空間記憶 / 前帯状皮質 / 海馬 / 空間文脈細胞 / 場所情報 / カルシウムイメージング / 場所記憶 / 場所細胞 / 記憶学習 / 抽象化 / 大脳皮質
研究開始時の研究の概要

情報の抽象化は脳での情報処理の基本である。場所情報では嗅内野格子細胞と海馬場所細胞などに担われる場所の絶対情報を元に、例えば「自宅の部屋」といった抽象化が行われていると考えられる。しかし、抽象化された概念が脳のどこでどのように形成、表現されているかは明らかではない。我々は最近、空間への曝露を繰り返すことで、前帯状皮質に、空間の特定の地点ではなく、その空間内であればどこでも反応する細胞、つまり空間文脈に反応する神経細胞が出現することを見出した。そこでこの「空間文脈細胞」が抽象化された場所概念の認識と記憶を担うと考え、その形成の細胞メカニズムを中心に場所情報の抽象化についての研究を行っていく。

研究成果の概要

我々は、空間への曝露を繰り返すと前帯状皮質に、ある空間内どこでも反応する空間文脈細胞を見出した。空間文脈細胞はまず場所細胞として出現した後、受容野が広がり、空間文脈細胞になった。海馬神経活動をDREADDを用いて抑制したところ、形成されなくなった。しかし一旦形成された空間文脈細胞は抑制されなかった。睡眠中の海馬活動を抑制したところ、同様に空間文脈細胞の形成が阻害された。これは長期記憶と性質を共にする。そこで、記憶痕跡細胞に発現するとされるc-fosプロモーターを用いてG-CaMPを発現させたところ、多くの細胞が記憶痕跡細胞となった。これらから空間文脈細胞は記憶痕跡を担っていると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで記憶エングラム細胞という概念が知られていましたが、そういった細胞が一体どの様な記憶情報をコードしているのかは明らかではありませんでした。わたしたちは記憶エングラム細胞が抽象概念化された場所情報を担っていることに気づきました。これは物事を記憶するときに内容を抽象化することとも一致しています。今後の研究では、アルツハイマー病モデル動物などでこの細胞がどうなっているかを観察していきたいと思っています。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 オープンアクセス 4件、 査読あり 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institue(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Instituto Cajal, CSIC/Instituto de Neurociencias de Alicante/Universidad Europea de Madrid(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Shared and unique properties of place cells in anterior cingulate cortex and hippocampus2021

    • 著者名/発表者名
      Bota Ayaka、Goto Akihiro、Tsukamoto Suzune、Schmidt Alexander、Wolf Fred、Luchetti Alessandro、Nakai Junichi、Hirase Hajime、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.03.29.437441

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sublayer- and cell-type-specific neurodegenerative transcriptional trajectories in hippocampal sclerosis2021

    • 著者名/発表者名
      Cid Elena、Marquez-Galera Angel、Valero Manuel、Gal Beatriz、Medeiros Daniel C.、Navarr?n Carmen M.、Ballesteros-Esteban Luis、Reig-Viader Rita、Morales Aixa V.、Fernandez-Lamo Ivan、Gomez-Dominguez Daniel、Sato Masaaki、Hayashi Yasunori、Bay?s ?lex、Barco Angel、L?pez-Atalaya Jose P、de la Prida Liset M
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2021.02.03.429560

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct mechanisms of over-representation of landmarks and rewards in the hippocampus2020

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Sato, Kotaro Mizuta, Tanvir Islam, Masako Kawano, Yukiko Sekine, Takashi Takekawa, Daniel Gomez-Dominguez, Alexander Schmidt, Fred Wolf, Karam Kim, Hiroshi Yamakawa,, Masamichi Ohkura, Min Goo Lee, Tomoki Fukai, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
    • 雑誌名

      Cell Report

      巻: -

    • NAID

      120006867158

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of CaMKII-Tiam1 complex on learning and memory2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima Hiroto、Rosendale Morgane、Sugiyama Yui、Hayashi Mariko、Horiguchi Yoko、Yoshihara Toru、Ikegaya Yuji、Saneyoshi Takeo、Hayashi Yasunori
    • 雑誌名

      Neurobiology of Learning and Memory

      巻: 166 ページ: 107070-107070

    • DOI

      10.1016/j.nlm.2019.107070

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考]

    • URL

      http://glutamate.med.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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