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超高速イメージング技術で海馬から皮質への記憶転送を観察する

研究課題

研究課題/領域番号 20H03295
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関山梨大学

研究代表者

篠原 良章  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10425423)

研究分担者 大野 伸彦  自治医科大学, 医学部, 教授 (10432155)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワード海馬 / 大脳皮質 / 脳波 / カルシウム活動 / 徐波 / シータ活動 / 協調活動 / カルシウムイメージング / 皮質 / 脳領域間 / イメージング
研究開始時の研究の概要

海馬は空間記憶やエピソード記憶の形成に必須であるが、海馬で形成された記憶は 長時間かけて大脳皮質に移動していく。この記憶移動過程を電気生理と組み合わせた全大脳皮質イメージングで検証し、解剖的な基盤を3次元電子顕微鏡で観測する。動物に分かり易い行動実験パラダイムを与え、異なる情報を処理する皮質間の同調活動が生じるようにする。その学習過程を繰り返すことで、海馬との動機活動が必要であるかどうかを検証する。

研究成果の概要

海馬脳波活動測定と皮質間カルシウム活動の同時計測については、概ね予定通していた通りの研究を行えた。幸い、シータ活動時と徐波活動の両方で海馬と皮質間で強い活動相関が観測でき、sharp wave and ripples(SWR)時の皮質活動以外に、シータ活動中の海馬と皮質全体の活動の相関性に関するデータも得られた。また、豊かな環境飼育と隔離環境飼育での海馬-皮質活 動の相関については、外部環境からの刺激が少ない隔離環境飼育の方が海馬-皮質活動相関が高くなるという意外な結果となった。この結果について学術誌に報告したが、大量の訂正をリバイズで要求されたため、未だに投稿に向けてデータ解析中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境依存的な脳機能の修飾は神経科学のみならず、精神医学・神経病理学上も重要な問題であり、豊かな環境飼育がなぜ神経疾患に抵抗性を示すかを解明することは重要である。もともと研究では豊かな環境で脳全般の協調活動が増大するという仮説の下実験を行ったが、それとは正反対の結果を得た。左右海馬では豊かな環境飼育で協調活動が増加するので、環境操作は回路特異的に神経活動を修飾するという結果を示した。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件)

  • [雑誌論文] Projections of hippocampal CA2 pyramidal neurons: Distinct innervation patterns of CA2 compared to CA3 in rodents2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Shinohara, Keigo Kohara
    • 雑誌名

      Hippocampus

      巻: Feb 28 号: 6 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1002/hipo.23519

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlative light and electron microscopic observation of calcium phosphate particles in a mouse kidney formed under a high-phosphate diet2023

    • 著者名/発表者名
      Battulga Batpurev、Shiizaki Kazuhiro、Miura Yutaka、Osanai Yasuyuki、Yamazaki Reiji、Shinohara Yoshiaki、Kubota Yoshiyuki、Hara Toru、Kuro-o Makoto、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 852-860

    • DOI

      10.1038/s41598-023-28103-3

    • 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] Heterogeneity and regulation of oligodendrocyte morphology2022

    • 著者名/発表者名
      Osanai Yasuyuki、Yamazaki Reiji、Shinohara Yoshiaki、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 10 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.1030486

    • 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] Macroscopic detection of demyelinated lesions in mouse PNS with neutral red dye2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Reiji、Osanai Yasuyuki、Kouki Tom、Shinohara Yoshiaki、Huang Jeffrey K.、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-021-96395-4

    • 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] Adrenergic inhibition facilitates normalization of extracellular potassium after cortical spreading depolarization2021

    • 著者名/発表者名
      H Monai, S Koketsu, Y Shinohara, T Ueki, P Kusk, Hauglund, NL, Samson AJ, Nedergaard M, Hirase H
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 11(1) 号: 1 ページ: 8150-8160

    • DOI

      10.1038/s41598-021-87609-w

    • 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] Perivascular macrophages produce type I collagen around cerebral small vessels under prolonged hypertension in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Takeshi、Fujiwara Ken、Shinohara Yoshiaki、Azuma Morio、Yamazaki Reiji、Mashima Kiyomi、Sakamoto Atsushi、Yashiro Takashi、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      Histochemistry and Cell Biology

      巻: Published online 号: 4 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s00418-020-01948-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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