• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の基盤となる神経ダイナミクスの解明

公募研究

研究領域マルチスケール精神病態の構成的理解
研究課題/領域番号 19H05225
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
研究機関大阪市立大学

研究代表者

水関 健司  大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (80344448)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード恐怖記憶 / 恐怖条件付け / 海馬 / 扁桃体 / 前頭前野 / 記憶固定化 / セル・アセンブリ / 心的外傷後ストレス障害 / 外傷後ストレス障害 / 腹側海馬
研究開始時の研究の概要

恐怖記憶の形成や消去には、扁桃体、腹側海馬、前頭前野などが関わるが、どのような脳領域間・神経細胞間のネットワークダイナミクスが恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の一連の過程に関わるのかは不明である。本研究は多脳領域同時・大規模電気生理学計測を使って、恐怖記憶の形成前から消去後まで連続して扁桃体、腹側海馬、前頭前野からそれぞれ約100個の神経細胞の活動を記録し、恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の基盤となる神経ネットワークの時間的・空間的ダイナミクスの全貌を明らかにすることを目指す。

研究実績の概要

恐怖記憶には扁桃体・前頭前野・腹側海馬などの領域が関わる。しかし、どのような脳領域間のネットワークダイナミクスが恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の一連の過程に関わるのかは不明である。本研究は多脳領域同時・大規模電気生理学計測を使って、恐怖条件付けによる恐怖記憶の形成前から消去後まで連続して、ラットの扁桃体・前頭前野・腹側海馬から神経細胞の活動を記録し、恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の基盤となる神経ネットワークの時間的・空間的ダイナミクスを明らかにすることを目指した。
恐怖条件付けの実験で従来使われている床から足底への電気ショックは大きな電気ノイズを生じるため、電気生理学記録との併用が難しい。そこで、眼瞼内に留置した電極からの電気パルスを嫌悪刺激としてノイズを低減し、電気生理学的記録と恐怖条件付けを併用する技術を確立した。この技術を使い、扁桃体・前頭前野・腹側海馬の3領域からそれぞれ100個の神経細胞の活動を同時に、恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の全過程を通して、電気生理学的に連続記録する実験系を確立した。加えて、心電図・筋電図・頭部加速度などの生理学的反応を測定し、恐怖の程度を定量する方法を確立した。
さらに、主成分分析や独立成分分析を使ったポピュレーションレベルでの神経活動の解析法を開発し、個々の細胞による恐怖表現の神経発火列の特徴抽出にとどまらず、複数の脳領域におけるセル・アセンブリを検出し、領域をまたいだセル・アセンブリ同士の相互作用を解析した。その結果、恐怖条件付けの際に扁桃体・前頭前野・腹側海馬のそれぞれの領域で活動したセル・アセンブリが記憶獲得後の睡眠中に同期して活動すること、記憶の定着に伴い同期活動が変化していくこと、150 Hzほどの早い脳波振動時にセル・アセンブリの領域横断的な同期活動が起こることを見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 11件、 招待講演 11件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Norwegian Univ of Science and Tech(ノルウェー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NIMH/NIH/DHHS(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Julich Research Centree/RWTH Aachen University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Robust information routing by dorsal subiculum neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Kitanishi Takuma、Umaba Ryoko、Mizuseki Kenji
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 11 ページ: eabf1913

    • DOI

      10.1126/sciadv.abf1913

    • NAID

      120006989988

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020470

    • 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
  • [雑誌論文] Monosynaptic connection from the subiculum to medial mammillary nucleus neurons projecting to the anterior thalamus and Gudden’s ventral tegmental nucleus2021

    • 著者名/発表者名
      Umaba Ryoko、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.01.006

    • 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
  • [雑誌論文] Oscillation-Driven Memory Encoding, Maintenance, and Recall in an Entorhinal-Hippocampal Circuit Model2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Kurikawa, Kenji Mizuseki, Tomoki Fukai
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 31 号: 4 ページ: 2038-2057

    • DOI

      10.1093/cercor/bhaa343

    • 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
  • [雑誌論文] Cell type, sub-region, and layer-specific speed representation in the hippocampal?entorhinal circuit2020

    • 著者名/発表者名
      Iwase Motosada、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58194-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Entorhinal Layer II Calbindin-Expressing Neurons Originate Widespread Telencephalic and Intrinsic Projections2019

    • 著者名/発表者名
      Ohara Shinya、Gianatti Michele、Itou Kazuki、Berndtsson Christin H.、Doan Thanh P.、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji、Iijima Toshio、Tsutsui Ken-Ichiro、Witter Menno P.
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 13 ページ: 54-54

    • DOI

      10.3389/fnsys.2019.00054

    • 関連する報告書
      2019 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] Reconstructing neuronal circuitry from parallel spike trains2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Ryota、Kurita Shuhei、Kurth Anno、Kitano Katsunori、Mizuseki Kenji、Diesmann Markus、Richmond Barry J.、Shinomoto Shigeru
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 4468-4468

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12225-2

    • NAID

      120006728081

    • 関連する報告書
      2019 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] Mental fatigue is linked with attentional bias for sad stimuli2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Kyosuke、Sasaki Akihiro T.、Tajima Kanako、Mizuseki Kenji、Mizuno Kei、Watanabe Yasuyoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45428-0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PET imaging of 11C-labeled coenzyme Q10: Comparison of biodistribution between [11C]ubiquinol-10 and [11C]ubiquinone-10.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K, Nozaki S, Goto M, Kaneko KI, Hayashinaka E, Irie S, Nishiyama A, Kasai K, Fujii K, Wada Y, Mizuno K, Mizuseki K, Doi H, Watanabe Y.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: - 号: 3 ページ: 611-615

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.03.073

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillation-driven memory encoding, maintenance and recall in an entorhinal-hippocampal circuit model2019

    • 著者名/発表者名
      Kurikawa Tomoki、Mizuseki Kenji、Fukai Tomoki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/804062

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hippocampal Information Processing and Homeostatic Regulation During REM and Non-REM Sleep2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuseki Kenji, Miyawaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      Handbook of Behavioral Neuroscience

      巻: 30 ページ: 49-62

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-813743-7.00004-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The subiculum: Unique hippocampal hub and more2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Nobuyoshi、Kitanishi Takuma、Mizuseki Kenji
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 143 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.neures.2018.08.002

    • NAID

      120006866799

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020118

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 海馬台からの投射先特異的な情報分配メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      第98回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インビボ大規模電気生理学2020

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      文部科学省新学術領域研究「マルチスケール精神病態の構成的理解」 第3回若手育成セミナー「神経回路の可視化・操作・モデリングのための最先端技術」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Robust information routing by dorsal subiculum neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      Kumamoto University Program for Leading Graduate Schools: HIGO program cutting-edge seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Robust information routing by dorsal subiculum neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大規模電気生理学と光遺伝学を用いた海馬の情報処理機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      第10回 アルツハイマー病とてんかんを考える会 ~基礎から臨床まで~
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Global and local neuronal dynamics underling fear memory2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      MEXT Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas FY2019-2022 Constructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pathway-specific information processing in the subiculum across sleep/wake cycles2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society, Symposium “Brain-state dynamics underlying consciousness and cognition”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pathway-specific information outflow from the subiculum2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Kitanishi, Ryoko Umaba, Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of fear memory representation in local and global circuits2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Miyawaki, Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] “Speed representation in the hippocampal-entorhinal circuit” specific to cell-type, sub-region, and layer. ”2019

    • 著者名/発表者名
      岩瀬元貞、北西卓磨、水関健司
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Information processing of the ventral tegmental area neurons in reward-based decision-making2019

    • 著者名/発表者名
      松本秀之、水関健司
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global and local neuronal dynamics underlying fear memory2019

    • 著者名/発表者名
      宮脇寛行、水関健司
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Target-specific distribution of projection neurons and postsynaptic targets of the subiculum2019

    • 著者名/発表者名
      馬場良子、北西卓磨、水関健司
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pathway-specific information outflow from the subiculum2019

    • 著者名/発表者名
      北西卓磨、馬場良子、水関健司
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Information processing of the ventral tegmental area neurons in reward-based decision-making2019

    • 著者名/発表者名
      松本秀之、水関健司
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of fear memory representation in local and global circuits2019

    • 著者名/発表者名
      宮脇寛行、水関健司
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Pathway-specific information outflow from the subiculum2019

    • 著者名/発表者名
      北西卓磨、馬場良子、水関健司
    • 学会等名
      新学術領域「脳情報動態」領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大規模計測と光遺伝学を用いた海馬の領域間情報伝達の解明2019

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      第18回 関西バイオ創薬研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模電気生理学と光遺伝学を用いた海馬の情報処理機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      理化学研究所 生命機能科学研究センター 生体イメージングサイエンスセミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 恐怖記憶の獲得・固定・想起・消去の基盤となる神経ダイナミクス2019

    • 著者名/発表者名
      水関健司
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー 精神疾患の分子・回路病態研究の最前線
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pathway-specific information outflow from the subiculum2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji Mizuseki
    • 学会等名
      New York University, Professor Gyuri Buzsaki’s 70th Birthday seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪市立大学大学院医学研究科 神経生理学 水関研究室

    • URL

      http://www.med.osaka-cu.ac.jp/physiology2/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 大阪市立大学大学院医学研究科 神経生理学 水関研究室

    • URL

      http://www.med.osaka-cu.ac.jp/physiology2/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi