• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

多様な記憶の形成と高次な統合を担う機能的神経回路の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H00109
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10:心理学およびその関連分野
研究機関同志社大学

研究代表者

櫻井 芳雄  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (60153962)

研究分担者 結城 笙子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (60828309)
眞部 寛之  奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (80511386)
廣川 純也  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 主任研究員 (40546470)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2023年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2022年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワード記憶 / 統合 / 機能的神経回路 / セル・アセンブリ / ラット / マウス / 神経回路
研究開始時の研究の概要

本研究は、これまで認知心理学が示してきた記憶の形成と統合のモデル、すなわち低次から高次に至る多様な情報ネットワークの形成や、それらの統合から生じるより高次な記憶の創成を、機能的神経回路の活動として検出することを目指す。また、そのような機能的神経回路の動的な特性を、動物の柔軟な行動と対応させ明らかにする。
中心とする方法は、ラットの多様な記憶課題とより高次な記憶課題の訓練、課題学習中の多数ニューロン活動の長期間同時記録、オプトジェネティクスによるニューロン集団の賦活と行動解析などである。
それらの最先端の実験技術に精通した代表者1名と分担者3名が研究を遂行し、博士課程大学院生4名が協力する。

研究成果の概要

ラットが聴覚-視覚を統合する記憶を形成する際、海馬と新皮質のニューロン集団が報酬情報をフィードバックし、音の弁別機能を向上させることで、記憶形成を促進するセル・アセンブリとなり得ることがわかった。ラットの視覚的メタ記憶には、視覚皮質の入力部と出力部にまたがる感覚性・非感覚性のニューロン集団からなるセル・アセンブリが関与していることがわかった。マウスの外側嗅索核のニューロン集団が匂いと行動を統合し、その統合を強化して記憶を形成することがわかった。味覚と嗅覚の統合から生じる風味の記憶を正確に検出できるマウス用風味知覚課題を確立した。メタ記憶を確信度から検出できるラット用情報希求課題を確立した

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、これまで主に認知心理学が示してきた記憶の形成と統合のモデル、すなわち低次から高次に至る多様な情報ネットワークの形成や、それら異なる情報間の統合から生じるより高次な記憶の創成を、脳内の広範な部位にまたがる機能的神経回路の活動として検出できることを示した。これは、かつて心理学者D.O.Hebbが仮説として唱えた細胞集成体(セル・アセンブリ)を、記憶の形成と統合に焦点を当て、最新の実験心理学と神経科学の手法により実証したことに他ならず、認知心理学だけでなく情報科学に対しても新たな神経科学的モデルを提供するものである。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 3件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 総説 学習と神経活動-局在を超えて2024

    • 著者名/発表者名
      櫻井 芳雄
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 76 号: 3 ページ: 273-281

    • DOI

      10.11477/mf.1416202597

    • ISSN
      1344-8129, 1881-6096
    • 年月日
      2024-03-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] An intra-oral flavor detection task in freely moving mice2024

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Osako Yuma、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 27 号: 2 ページ: 108924-108924

    • DOI

      10.1016/j.isci.2024.108924

    • 関連する報告書
      2023 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] Rats adaptively seek information to accommodate a lack of information2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shoko、Sakurai Yoshio、Yanagihara Dai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13(14417) 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41717-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory Cortex Neurons Show Task-Related and Learning-Dependent Selectivity toward Sensory Input and Reward during the Learning Process of an Associative Memory Task2022

    • 著者名/発表者名
      Takamiya Shogo、Shiotani Kazuki、Ohnuki Tomoya、Osako Yuma、Tanisumi Yuta、Yuki Shoko、Manabe Hiroyuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1523/eneuro.0046-22.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Over-representation of fundamental decision variables in the prefrontal cortex underlies decision bias2021

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki Tomoya、Osako Yuma、Manabe Hiroyuki、Sakurai Yoshio、Hirokawa Junya
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 173 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.07.002

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paradoxical Enhancement of Spatial Learning Induced by Right Hippocampal Lesion in Rats2021

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Yukitoshi、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 13 (2138) 号: 11 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3390/sym13112138

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disconnection between Rat’s Left and Right Hemisphere Impairs Short-Term Memory but Not Long-Term Memory2021

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi Yukitoshi、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Symmetry

      巻: 13 (1872) 号: 10 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3390/sym13101872

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hippocampal CA1 Neurons Represent Positive Feedback During the Learning Process of an Associative Memory Task2021

    • 著者名/発表者名
      Takamiya Shogo、Shiotani Kazuki、Ohnuki Tomoya、Osako Yuma、Tanisumi Yuta、Yuki Shoko、Manabe Hiroyuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 15 (71869) ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnsys.2021.718619

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Medial prefrontal cortex stimulation disrupts observational learning in Barnes maze in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Motoki、Sakurai Yoshio
    • 雑誌名

      Cognitive Neurodynamics

      巻: 16 号: 2 ページ: 497-505

    • DOI

      10.1007/s11571-021-09715-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of non-sensory neurons in visual cortical areas to visually guided decisions in the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Yuma Osako, Tomoya Ohnuki, Yuta Tanisumi, Kazuki Shiotani, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: - 号: 13 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.03.099

    • 関連する報告書
      2021 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] Bi-directional encoding of context-based odors and behavioral states by the nucleus of the lateral olfactory tract2021

    • 著者名/発表者名
      Tanisumi Yuta、Shiotani Kazuki、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 4 ページ: 102381-102381

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102381

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of the prefrontal cortex and basolateral amygdala to behavioral decision making under reward/punishment conflict2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa, J., Sakurai, Y., Ishikawa, A. and Mitsushima, D.
    • 雑誌名

      Psychopharmacology

      巻: 237 号: 3 ページ: 639-654

    • DOI

      10.1007/s00213-019-05398-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Left-right functional difference of the rat dorsal hippocampus for short-term memory and long-term memory2020

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi, Y. and Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 382 ページ: 112478-112478

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2020.112478

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic coordination of the perirhinal cortical neurons supports coherent representations between task epochs2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 号: 1 ページ: 464-464

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01129-3

    • 関連する報告書
      2020 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] Tuning of olfactory cortex ventral tenia tecta neurons to distinct task elements of goal-directed behavior2020

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 9 ページ: 1-1

    • DOI

      10.7554/elife.57268

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] チョコレート摂食に関連したラット超音波発声サブタイプの機械学習による分類2024

    • 著者名/発表者名
      深澤 有吾、 池戸 優希、 領 家崇、 塩谷 和基、 眞部 寛之、 黒田 一樹、 吉村 仁志、 村田 航志
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 知覚意思決定バイアスに関わる前頭前野ー皮質下回路2023

    • 著者名/発表者名
      廣川 純也
    • 学会等名
      生理研研究会「価値判断を生み出す脳の仕組み」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Medial prefrontal cortex neurons represent different events and information seeking behaviors during task2023

    • 著者名/発表者名
      Shoko Yuki, Yoshio Sakurai, Dai Yanagihara
    • 学会等名
      日本動物心理学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 嗅覚と味覚の多感覚統合による風味感覚の解明2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、 大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 眼窩前頭前野における意思決定変数の表現は行動方略に応じ変化する2023

    • 著者名/発表者名
      大貫 朋哉、大迫 優真、 塩谷 和基、 谷隅 勇太、 高宮 渉吾、 松井 凪、 眞部 寛之、 櫻井 芳雄、 廣川 純也
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 知覚情報処理過程における様々な生理指標の固有情報変化2023

    • 著者名/発表者名
      江原 健悟、 福本 慎吾、 Wang Tingyu、 谷隅 勇太、 廣川 純也、 櫻井 芳雄、 木津川 尚史、 塩谷 和基、 眞部 寛之
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Prefrontal cortex flexibly integrates odor cue information into deliberative decision-making based on behavioral strategy.2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Kazuki Shiotani, Yuta Tanisumi, Shogo Takamiya, Nagi Matsui, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 学会等名
      日本味と匂学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] チョコレート摂食に関連したラット超音波発声サブタイプの機械学習による分類2023

    • 著者名/発表者名
      池戸 優希、 村田 航志、 領 家崇、 塩谷 和基、 眞部 寛之、 黒田 一樹、 吉村 仁志、 深澤 有吾
    • 学会等名
      日本味と匂学会第57回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 匂い弁別行動課題において前扁桃野は行動状態の変化を表象する2023

    • 著者名/発表者名
      福本 慎吾、北村 菜々、江原 健悟、谷隅 勇太、廣川 純也、櫻井 芳雄、木津川 尚史、塩谷 和基、眞部 寛之
    • 学会等名
      日本味と匂学会第58回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Identification of subtypes of ultrasonic vocalizations associated with chocolate eating in rats using machine learning2023

    • 著者名/発表者名
      Koshi Murata, Yuki Ikedo, Takashi Ryoke, Kazuki Shiotani, Hiroyuki Manabe, Kazuki Kuroda, Hitoshi Yoshimura, Yugo Fukazawa
    • 学会等名
      52st Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] げっ歯類における食を豊かにする風味知覚課題の開発2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、 大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      食欲・食嗜好を形成する感覚・内分泌・神経基盤研究会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Task-dependent encodings of decision variables in the orbitofrontal cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Kazuki Shiotani, Yuta Tanisumi, Shogo Takamiya, Nagi Matsui, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Rats adaptively seek information to accommodate a lack of information2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Yuki, Yoshio Sakurai, Dai Yanagihara
    • 学会等名
      第82回日本動物心理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multidimensional representations of behavioral states and the functions in sensory cortex2022

    • 著者名/発表者名
      谷隅勇太・塩谷和基・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 自由行動下のマウスにおける風味弁別行動課題2022

    • 著者名/発表者名
      塩谷和基・谷隅勇太・村田航志・大迫優真・大貫朋哉・高宮渉吾・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 連合記憶課題の学習過程における海馬CA1と聴覚皮質ニューロン活動のダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      高宮渉吾・櫻井芳雄
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Rats increase information seeking behavior under uncertainty2022

    • 著者名/発表者名
      結城笙子・櫻井芳雄・柳原大
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Prefrontal to olfactory cortex ventral tenia tecta inputs share odor-evoked behavioral-state signals to affect context-dependent learning2022

    • 著者名/発表者名
      Yuta Tanisumi, Kazuki Shiotani, Yuma Osako, Tomoya Ohnuki, Shogo Takamiya, Junya Hirokawa, Yoshio Sakurai, Hiroyuki Manabe
    • 学会等名
      FENS Forum 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Olfactory cortex neurons encode cue odor and predicted behavioral state signals.2021

    • 著者名/発表者名
      谷隅勇太・塩谷 和基・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      生理学研究所研究会"大脳皮質を中心とした神経回路:構造と機能、その作動原理"
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Odor-evoked behavioral signal map in each olfactory cortex subarea: ventral tenia tecta, the nucleus of the lateral olfactory tract, and anterior cortical amygdaloid nucleus.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanisumi,Y., Shiotani, K., Osako, Y., Ohnuki, T., Takamiya, S., Hirokawa, J., Sakurai, Y. and Manabe, H.
    • 学会等名
      51st Society for Neuroscience Annual Meeting, Online (Chicago, 米国)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] State representation of non-sensory neuron in the visual cortical area.2021

    • 著者名/発表者名
      Osako, Y., Ohnuki, T., Tanisumi, Y., Shiotani, K., Manabe, H., Sakurai, Y. and Hirokawa, J.
    • 学会等名
      51st Society for Neuroscience Annual Meeting, Online (Chicago, 米国)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a new metacognitive task for rats.2021

    • 著者名/発表者名
      結城笙子・櫻井芳雄・柳原大
    • 学会等名
      第81回日本動物心理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 腹側テニアテクタの文脈依存した行動状態の応答.2021

    • 著者名/発表者名
      塩谷和基・谷隅勇太・村田航志・大迫優真・大貫朋哉・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      日本味と匂学会 第55回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic recruitment of functional clusters in orbitofrontal cortex during a complex decision-making task.2021

    • 著者名/発表者名
      大貫朋哉・大迫優真・塩谷和基・谷隅勇太・眞部寛之・櫻井芳雄・廣川純也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 嗅皮質の腹側テニアテクタ神経細胞は、目標指向的行動において行動状態をコードする.2021

    • 著者名/発表者名
      塩谷和基・谷隅勇太・村田航志・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Significant contributions of non-sensory neurons to visually-guided decision-making in the visualcortical area.2021

    • 著者名/発表者名
      大迫優真・大貫朋哉・塩谷和基・谷隅勇太・眞部寛之・櫻井芳雄・廣川純也
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] )Dynamical changes in hippocampal CA1 neuron activity in response to learning.2021

    • 著者名/発表者名
      高宮渉吾・結城笙子・眞部寛之・廣川純也・櫻井芳雄
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 内側前頭前野 →腹側テニアテクタへと伝わる行動シーン信号.2021

    • 著者名/発表者名
      谷隅勇太・塩谷和基・大迫優真・大貫朋哉・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Structured and cell-type-specific encoding of decision variables in orbitofrontal cortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Hirokawa J., Vaughan A., Masset P., Ott T., Kepecs A.
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 風味弁別に内側前頭前野が重要な役割を果たす.2020

    • 著者名/発表者名
      塩谷和基・谷隅勇太・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 嗅皮質亜領域ごとに異なる、匂い-行動シーン応答.2020

    • 著者名/発表者名
      谷隅勇太・塩谷和基・廣川純也・櫻井芳雄・眞部寛之
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 選択方向の神経表象は嗅周皮質における神経細胞の動的協調によってイベント間で保持される.2020

    • 著者名/発表者名
      大貫朋哉・大迫優真・櫻井芳雄・廣川純也
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ラット視覚皮質における内的な感覚状態のポピュレーション表現.2020

    • 著者名/発表者名
      大迫優真・大貫朋哉・眞部寛之・櫻井芳雄・廣川純也
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会(動画配信方式)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] まちがえる脳2023

    • 著者名/発表者名
      櫻井芳雄
    • 総ページ数
      229
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      9784004319726
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 同志社大学脳科学研究科神経回路情報部門(櫻井ラボ)

    • URL

      https://www1.doshisha.ac.jp/~ysakurai/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi