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セルアセンブリ逐次活動による時間の認知と計測のメカニズムの解明

公募研究

研究領域こころの時間学 ―現在・過去・未来の起源を求めて―
研究課題/領域番号 16H01519
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

藤澤 茂義  国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (20589395)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2016年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード時間細胞 / 海馬 / セルアセンブリ / 神経生理学 / 時間認知
研究実績の概要

本研究では、海馬のセルアセンブリの逐次活動が実際にどのように時間を計測するのに利用されているのかそのメカニズムを明らかにすることを目的とした。まず、行動課題として、時間の計測を必要とする意思決定課題(インターバル計時課題)を確立した。これは、自由行動下のラットにおいて、数秒から十数秒の時間計測(インターバル計時)を行わせ、その時間の長さによって右か左の報酬場所の選択を行う行動課題である。課題はブロック式とし、ブロック1では5秒と10秒の弁別、ブロック2では10秒と20秒の弁別、ブロック3では再び5秒と10秒の弁別を行うプロトコールとした。このインターバル計時課題を行っているラットのニューロンの活動を観測するため、多チャンネルシリコンプローブを用いた大規模細胞外記録実験を行い、数十個のニューロンを同時に測定する実験を行った。その結果、海馬のニューロンは計時中の経過時間にともない、逐次的な発火活動を行うことを確認した。また、これらのニューロンの活動は、海馬のシータ波(7~11Hz)に強く影響されており、個々のニューロンはシータ波に対し位相前進を示すことお明らかにした。さらに、ブロック間での神経活動の変化を調べたところ、セルアセンブルの逐次的活動は弁別する時間の長さに対して相対的に変化することが明らかになった。この結果は、海馬の時間細胞の時間受容野は計測する時間の長さに対してフレキブルに伸縮することを示唆しており、海馬における計時のメカニズムを明らかにするうえで重要な知見であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Spatial representations of self and other in the hippocampus2018

    • 著者名/発表者名
      Danjo Teruko、Toyoizumi Taro、Fujisawa Shigeyoshi
    • 雑誌名

      Science

      巻: 359 号: 6372 ページ: 213-218

    • DOI

      10.1126/science.aao3898

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hippocampal ripples down-regulate synapses2018

    • 著者名/発表者名
      Norimoto Hiroaki、Makino Kenichi、Gao Mengxuan、Shikano Yu、Okamoto Kazuki、Ishikawa Tomoe、Sasaki Takuya、Hioki Hiroyuki、Fujisawa Shigeyoshi、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Science

      巻: 359 号: 6383 ページ: 1524-1527

    • DOI

      10.1126/science.aao0702

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal and rate coding for discrete event sequences in the hippocampus.2017

    • 著者名/発表者名
      Terada S, Sakurai Y, Nakahara H, Fujisawa S.
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 94 号: 6 ページ: 1248-1262

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2017.05.024

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Theta oscillations support temporal coding for event sequences in the hippocampus2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      The 4th CiNet Conference: Neural oscillation and functional connectivity: from anatomy to perception
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Representations of spatial information of self and other in the hippocampus2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      Janelia Conference Spring 2017: Neural Basis of Active Sensation and Navigation
    • 発表場所
      HHMI Janelia Research Campus、Ashburn、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hippocampal neurons represent relative time information in a temporal bisection task2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on the Science of Mental Time
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal and rate coding in hippocampus and PFC for multimodal integration2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      Spring Hippocampal Research Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海馬シータ波位相前進による時間順序の表現2016

    • 著者名/発表者名
      藤澤茂義
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト 冬のシンポジウム2016
    • 発表場所
      一橋大学一橋講堂・学術総合センター(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-12-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Representations of elapsed time in hippocampal CA1 during a temporal bisection task2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Shimbo, Ei-Ichi Izawa & Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (Society for Neuroscience Annual Meeting)
    • 発表場所
      San Diego、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal and rate coding in hippocampus for integrations of non-spatial information2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Terada, Yoshio Sarurai, Hiroyuki Nakahara, Shigeyoshi Fujisawa
    • 学会等名
      Neuroscience 2016 (Society for Neuroscience Annual Meeting)
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-11-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 出来事の順序を記憶する仕組みの発見

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170609_1/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 他者の空間位置を認識する仕組みを発見

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180112_1/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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