記憶の多様な形成と再形成を実現するセル・アセンブリの解析

• 研究領域: 多様性から明らかにする記憶ダイナミズムの共通原理
• 研究課題/領域番号: 26115513
• 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: 同志社大学 (2015); 京都大学 (2014)
• 研究代表者: 櫻井 芳雄 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (60153962)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 記憶 / セル・アセンブリ / 同期 / ラット / ニューロン

研究実績の概要

今年度は、記憶の形成期に見られる一過性のセル・アセンブリ（temporary cell assembly）の存在を示唆する結果を得ることができた。
これまで同様、異なる音刺激対を用いた複数の記憶課題（記憶課題Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）を用い、記憶課題Ｉを学習させた後、記憶課題Ⅱを２～４日かけて学習させ（Learn1）、次に記憶課題Ⅲを３～５日かけて学習させ（Learn2）、最後に元の記憶課題Ⅰを再学習させた（Relearn）。そしてラットが全ての記憶課題の学習に要した全期間をとおして、海馬から同じマルチニューロン活動を記録し続けた。その結果、記憶課題Ⅱと記憶課題Ⅲの学習過程（Learn1とLearn2）それぞれにおいて、記憶が形成されつつある時期でのみ同期発火を示すニューロンペアが見つかり、そのペアはLearn1とLearn2で異なっていた。またそれらの同期発火は、記憶が形成された学習完成期にはほぼ消失した。
まだ例数は少なく、さらにデータを集める必要があるが、現時点では次の仮説を立てている。１．海馬で一時的に作られるセル・アセンブリによって記憶が作られ、その記憶は新皮質に移されることで固定される。２．その記憶が固定されるに伴い海馬のセル・アセンブリはリセットされ、次の新しい記憶を形成する際には異なるセル・アセンブリがまた一時的に作られる。３．このような海馬のセル・アセンブリのセット・リセットにより、多様な記憶を次々形成することが可能となる。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rule switching affects cross-frequency couplings in rat hippocampus (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakazono, T., Takahashi, S, and Sakurai, Y.
  • 雑誌名: Advances in Cognitive Neurodynamics 巻: 5 ページ: 283-290
  • DOI: 10.1007/978-981-10-0207-6_39
  • ISBN: 9789811002052, 9789811002076
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Theta oscillation and neuronal activity in rat hippocampus are involved in temporal discrimination of time in seconds (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakazono, T., Sano, T., Takahashi, S., Sakurai, Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Systems Neuroscience 巻: 9 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fnsys.2015.00095
  • NAID: 120005947020
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] セル・アセンブリと記憶 (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻井芳雄
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 67 ページ: 32-36
• [雑誌論文] Effects of emotional context during encoding: An advantage for negative context in immediate recognition and positive context in delayed recognition. (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyama, A., Katsuhara, M., Sakurai, Y. and Ohira, H.
  • 雑誌名: Psychology 巻: 5 号: 09 ページ: 994-1000
  • DOI: 10.4236/psych.2014.59111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recall of Sequences Based on the Position of the First Cue Stimulus in Rats (2014)
  • 著者名/発表者名: Seiya Ishino, Yoshio Sakurai
  • 雑誌名: Cognitive Neurodynamics 巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 345-351
  • DOI: 10.1007/s11571-014-9284-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel behavioral tasks to explore cerebellar temporal processing in milliseconds in rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K. and Sakurai, Y.
  • 雑誌名: Behavioural Brain Research 巻: 263 ページ: 138-143
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2014.01.030
  • NAID: 120005385890
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 再学習中の想起に関わる神経メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 町野友理・高橋晋・櫻井芳雄
  • 学会等名: 第９３回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] Effect of reward history under uncertainty (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋裕美・廣川純也・櫻井芳雄
  • 学会等名: 脳と心のメカニズム第16回冬のワークショップ
  • 発表場所: ルスツリゾート（北海道蛇田郡留寿都）
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] Transfer of operantly conditioned firings between different neuron groups with BMI in rats (2015)
  • 著者名/発表者名: Song, K., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
  • 学会等名: 45th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: Chicago（米国）
  • 年月日: 2015-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] ルールスイッチングにおけるラット海馬のシータ・ガンマカップリング (2015)
  • 著者名/発表者名: 中園智晶・高橋晋・櫻井芳雄
  • 学会等名: .第24回海馬と高次脳機能学会
  • 発表場所: 岐阜大学サテライトキャンパス（岐阜市）
  • 年月日: 2015-10-11
• [学会発表] ルール学習中のラット海馬におけるシータ－ガンマ・カップリングはガンマ波のタイプによって異なる (2015)
  • 著者名/発表者名: 中園智晶・高橋晋・櫻井芳雄
  • 学会等名: 第38 回日本神経科学学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸市）
  • 年月日: 2015-07-30
• [学会発表] Rule switching affects cross-frequency couplings in rat hippocampus (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakazono, T., Takahashi, S., & Sakurai, Y.
  • 学会等名: 5th International Conference on Cognitive Neurodynamics
  • 発表場所: Sanya（中国）
  • 年月日: 2015-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] Coordinated activity between the hippocampus and the prefrontal cortex related to retrieval of learned sequences in rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
  • 学会等名: Vision, Memory, Thought: How Cognition Emerges from Neural Network
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] Rule switching affects cross frequency couplings in rat hippocampus. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakazono, T., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
  • 学会等名: Vision, Memory, Thought:How Cognition Emerges from Neural Network
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] Hippocampal-prefrontal coordination is involved in recall of learned sequences in rats. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishino, S., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
  • 学会等名: 44th Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: Washington, DC (USA)
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] ラット海馬シータオシレーションは時間間隔弁別に関与する. (2014)
  • 著者名/発表者名: 中園智晶・佐野知美・高橋晋・櫻井芳雄
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 学習した系列の想起に関連する海馬-前頭連合野ネットワークの協調的活動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石野誠也・高橋晋・櫻井芳雄
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [備考] 同志社大学脳科学研究科 神経回路情報部門（櫻井ラボ）
  • URL: https://www1.doshisha.ac.jp/~ysakurai/
• [備考] 脳神経ダイナミクス（櫻井）ラボ
  • URL: http://www.bun.kyoto-u.ac.jp/~ysakurai/