研究課題
特別研究員奨励費
睡眠中に記憶が定着するメカニズムには不明な点が多い。記憶固定化には、神経細胞同士が連絡し合うシナプスの結合の強さ（情報伝達の効率）が、学習後に可塑的に変化することが重要である。本研究では、海馬歯状回の新生ニューロンのレム睡眠中の活動が記憶固定化に必要であるという申請者らの独自の発見を発展させる。すなわち睡眠中の新生ニューロンにおけるシナプス可塑性を操作し、その記憶学習行動における影響を評価することで、睡眠中の記憶固定化とシナプス可塑性の機能関係を検証する。
本研究は、成体脳の新生ニューロンにおける睡眠中のシナプス可塑性とその学習への機能の解明を目指してきた。成体脳において、特に海馬の歯状回においてニューロンが生涯にわたって生成される。これらの新生ニューロンは、既存の神経回路に組み込まれ、記憶学習に寄与する。一方、記憶の固定化は睡眠中に行われ、シナプス可塑性がこの過程で重要な役割を果たすと考えられている。しかし、睡眠中の記憶固定化メカニズムについては、シナプス可塑性との因果関係が明らかでない。本研究では、トランスジェニックマウスを用いた光遺伝学法、動物行動実験学法、マウスの脳波および局所電位測定、睡眠解析などの手法を用いて、睡眠中のマウスの新生ニューロンの神経活動操作およびシナプス可塑性操作を行い、恐怖条件付け学習課題を用いてその機能を評価した。実験結果から、睡眠中の新生ニューロンの同期活動が記憶固定化に役割を果たし、睡眠中のシナプス可塑性が重要であることが示唆された。また、成体脳スライスから新生ニューロンの活動を記録するパッチクランプ法を所属研究室で確立し、新生ニューロンのシナプス可塑性と睡眠中の同期活動との関係を詳細に解析した。さらに、マウスのオンライン睡眠ステージ自動判定システムを開発し、睡眠ステージ特異的介入実験の自動化を可能にした。これらの研究成果は、無意識下における記憶処理機構および成体脳の再生機構の解明に貢献することが期待される。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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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 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)
Neuroscience Research
巻: 186 ページ: 51-58
10.1016/j.neures.2022.10.001
