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目的志向型の適応行動における海馬回路表象の解析

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05551
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 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

佐々木 拓哉  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (70741031)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード海馬 / 場所細胞 / 嫌悪刺激 / マルチユニット計測 / 認知地図 / 局所場電位 / リマッピング / マルチユニット記録 / 意思決定 / 目的
研究実績の概要

海馬の場所細胞は、動物の自らの位置に対応して活動する細胞であり、動物が空間記憶や空間認識を行う神経機構として重要であると考えられている。しかし、実際の自然界で求められるような複雑な環境への適応行動と場所細胞の神経回路シフトの関係はほとんど明らかではない。そこで本研究では、場所細胞の特徴的な発火列を計測するためのマルチユニット計測法を用いて、嫌悪刺激に対する場所細胞の基礎動態の解析を行った。はじめに、従来用いられてきたT字型の迷路交代課題において、特定の場所で与えられるエアパフ刺激を組み込む行動パラダイムを設計した。その結果、ラットの場所細胞の発火活動について、嫌悪刺激の出現は左右両方の軌道上での新しい空間表象を引き起こすこと、空間表象の変化には、場所細胞の場所受容野内における発火率の増加と嫌悪刺激の提示位置付近における新たな場所受容野の出現が含まれること、嫌悪刺激の除去は新たな発火パターンを誘導することを見出した。これらは嫌悪刺激に対して適応行動を示す動物において、どのように場所細胞活動が変動するか、その一端の解明に貢献するものである。さらに、動物が現在存在している場所のみならず、将来の行動と関連するような神経活動の再生パターンについて解析を行った。特に、動物が経路を選択する前段階の場所細胞活動に、ベイズ推定やシークエンス解析を適用し、意思決定がどれほど正確に予測できるか検討した。その結果、新しい環境変化の出現により、将来の行動を表象する神経同期活動の頻度が上昇することを明らかにした。また、こうした神経活動には場所細胞のみならず、場所を表象しない神経活動も含まれていることを見出した。こうした生命現象は、様々な環境変化の情報を脳内で結び付けて、将来柔軟な意思決定を遂行するために重要な過程であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Time-varying synchronous cell ensembles during consummatory periods correlate with variable numbers of place cell spikes2018

    • 著者名/発表者名
      Saichiro Yagi, Hideyoshi Igata, Yu Shikano, Yuki Aoki, Takuya Sasaki, Yuji Ikegaya
    • 雑誌名

      Hippocampus

      巻: in press 号: 7 ページ: 471-483

    • DOI

      10.1002/hipo.22846

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sharp wave-associated activity patterns of olfactory cortical neurons in the mouse piriform cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Katori K, Manabe H, Nahashima A, Eerdunfu, Ikegaya Y, and Takeuchi H
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: 48 号: 10 ページ: 3246-3254

    • DOI

      10.1111/ejn.14099

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal coding and rate remapping: Representation of nonspatial information in the hippocampus2018

    • 著者名/発表者名
      Sanders Honi、Ji Daoyun、Sasaki Takuya、Leutgeb Jill K.、Wilson Matthew A.、Lisman John E.
    • 雑誌名

      Hippocampus

      巻: 29 号: 2 ページ: 111-127

    • DOI

      10.1002/hipo.23020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monitoring brain neuronal activity with manipulation of cardiac events in a freely moving rat2018

    • 著者名/発表者名
      Shikano Yu、Ikegaya Yuji、Sasaki Takuya
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: in press ページ: 56-62

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.02.004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporally coordinated spiking activity of human induced pluripotent stem cell-derived neurons co-cultured with astrocytes2018

    • 著者名/発表者名
      Kayama Tasuku、Suzuki Ikuro、Odawara Aoi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 1 ページ: 1028-1033

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.115

    • 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] Dentate network activity is necessary for spatial working memory by supporting CA3 sharp-wave ripple generation and prospective firing of CA3 neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takuya、Piatti Ver?nica C.、Hwaun Ernie、Ahmadi Siavash、Lisman John E.、Leutgeb Stefan、Leutgeb Jill K.
    • 雑誌名

      Nature Neuroscience

      巻: 21 号: 2 ページ: 258-269

    • DOI

      10.1038/s41593-017-0061-5

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial Representation of Hippocampal Place Cells in a T-Maze with an Aversive Stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Okada Sakura、Igata Hideyoshi、Sasaki Takuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 11 ページ: 101-101

    • DOI

      10.3389/fncir.2017.00101

    • 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] Simultaneous Recordings of Central and Peripheral Bioelectrical Signals in a Freely Moving Rodent2017

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Takuya、Nishimura Yuya、Ikegaya Yuji
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 40 号: 5 ページ: 711-715

    • DOI

      10.1248/bpb.b17-00070

    • NAID

      130005631967

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 神経回路を理解するためのツールと最近の知見2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      東京大学知識共有のための拠点研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海馬神経同期活動のオンライン操作による生理的意義の検証2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第2回和光-精神神経懇話会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Revealing brain-body circuits using large-scale electrophysiological recordings2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sasaki
    • 学会等名
      Nepal-Japan symposium on Neuroscience and Medicine in conjunction with 2nd annual meeting of the Neuroscience society of Nepal
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 海馬リップル波の発生機構と生理的意義の解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      平成29年度記憶研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢連関の視点を取り入れた行動研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      動物心理学会、動物行動学会合同学会 若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢連関の神経生理動態の包括的解析2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      第4回包括的緩和医療科学学術研究会/第5回Tokyo疼痛緩和次世代研究会 合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢末梢関連を網羅するシステム薬理学的アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木拓哉
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 佐々木拓哉のホームページ

    • URL

      http://sasaki-brain.net/presentation

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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