仮想現実環境と二光子イメージング法を用いた海馬における物体と空間の記憶連関の研究

• 研究課題/領域番号: 25830023
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 水田 恒太郎 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (60632891)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: トランスジェニックマウス / 二光子レーザー顕微鏡 / 可塑性 / 記憶・学習 / 場所細胞 / 報酬 / 蛍光カルシウムバイオセンサー / 神経可塑性 / 海馬

研究成果の概要

本研究は、マウスの海馬において空間と物体の情報が連関されるときの細胞集合体の活動を明らかにするため、海馬CA1に蛍光カルシウムセンサータンパク質G-CaMP7を発現するトランスジェニックマウスを使用し、学習中の神経活動をイメージングした。マウスは報酬を受けるために2秒間仮想直線路内の３つの中の報酬のある正解のターゲットに滞在した。探索中のマウスから一連の細胞群が場所細胞様活動を示した。また、別の細胞群がターゲット滞在中に時間特異的に活動を示した。その中のいくつかは数日安定し、報酬の再配置に関わらず反応が残った。これらの結果は海馬の細胞群では高い価値を持つ情報はより安定して表現されることを示す。

研究成果

• [学会発表] 海馬CA1における価値を持つ場所の選択的表現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水田恒太郎、佐藤正晃、関根友紀子、河野真子、イスラムタンビル、増本年男、大倉正道、中井淳一、林康紀
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫、神戸）
  • 年月日: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [学会発表] 海馬-嗅内皮質の情報処理と移動ロボットのナビゲーション問題との関連性調査とモデル化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上田隆一、水田恒太郎、山川宏、岡田浩之
  • 学会等名: 第29回人工知能学会全国大会
  • 発表場所: 公立はこだて未来大学（北海道、函館）
  • 年月日: 2015-05-31 – 2015-06-02
• [学会発表] 海馬CA1における価値表現の選択的保持 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水田恒太郎、佐藤正晃、関根友紀子、河野真子、イスラムタンビル、大倉正道、中井淳一、林康紀
  • 学会等名: 第92回日本生理学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫、神戸）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] Two-photon calcium imaging of hippocampal CA1 circuit activity during virtual spatial memory task (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Mizuta, Masaaki Sato, Masako Kawano, Yukiko Sekine, Tanvir Isram, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
  • 学会等名: 生理学研究所「シナプス・神経ネットワークの機能ダイナミクス」
  • 発表場所: 生理学研究所（愛知、岡崎）
  • 年月日: 2014-12-12 – 2014-12-13
• [学会発表] Two-photon calcium imaging of hippocampal CA1 circuit activity during virtual spatial memory task (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Mizuta, Masaaki Sato, Masako Kawano, Yukiko Sekine, Tanvir Isram, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference, Neural Circuit Basis of Behavior and its Disorders
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-16
• [学会発表] Memory-guided behavior of mice in a virtual environment (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Mizuta, Masaaki Sato, Masako Kawano, Yukiko Sekine, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
  • 学会等名: International Symposium ”New Frontier of Molecular Neuropathology 2014”
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] バーチャルリアリティ直線路における記憶に基づいたマウスのナビゲーション行動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水田恒太郎、佐藤正晃、河野真子、関根友紀子、大倉正道、中井純一、林康紀
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
• [学会発表] 生体における海馬神経回路活動の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤正晃、水田恒太郎、河野真子、竹川高志、イスラム・タンビル、山川宏、山口陽子、深井朋樹、大倉正道、中井淳一、林康紀
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 仮想現実環境における記憶に基づく空間ナビゲーション課題 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水田恒太郎、佐藤正晃 河野真子、林康紀
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Hippocampal CA1 network dynamics during locomotion in virtual reality (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Sato, Kotaro Mizuta, Masako Kawano, Takashi Takekawa, Tanvir Islam, Hiroshi Yamakawa, Yoko Yamaguchi, Tomoki Fukai, Masamichi Ohkura, Junichi Nakai, Yasunori Hayashi
  • 学会等名: Society for Neuroscience 43rd annual meeting
  • 発表場所: 米国サンディエゴ
• [備考] 記憶メカニズム研究チーム
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/bsi/mem_mech/