場所の学習・認知・記憶と海馬体内ニューロンネットワークの動特性

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05680694
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 福田 正治 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (60126547)
• 研究分担者: 上野 照子 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (80242486) ; 西条 寿夫 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (00189284) ; 小野 武年 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (50019577)
• キーワード: 海馬体 / 場所認知 / 学習 / 記憶 / ニューロン活動 / ラット

研究概要

平成5年度は、申請計画に従い自由行動下ラットの居場所と海馬体の単一ニューロン活動を同時記録するシステムを開発し、新しく開発した場所学習課題を用いてラット海馬体の場所ニューロンに対する報酬領域(特定の場所での出来事)の影響のニューロン応答様式を調べた。
ラットの海馬体背側部と外側視床下部に,それぞれ記録用電極と脳内自己刺激(ICSS)用刺激電極を慢性的に埋め込んだ.回復後、スキナーボックス内でICSSを訓練し、ついで,円形オープンフィールド(直径150cm,深さ70cm)内で場所学習課題を訓練した.オープンフィールド上に設置された特殊ビデオカメラでラットの位置を自動追跡し,ラットがプログラムによって定められた領域(報酬領域)に入ると,報酬として外側視床下部(ICSS電極部位)へ脳報酬刺激を与えた.
報酬領域を任意の場所に順次設定することによってラットの軌跡がオープン・フィールド全体をカバーするように学習させた。ほとんどの海馬体ニューロンはオープン・フィールド内の特定の場所を通過したときだけインパルス放電頻度が増加した。また運動方向に対して選択性があった。さらに、同一ニューロンで報酬領域を上下の2ケ所(小さな円の領域)に設定して往復運動させた場合のインパルス発火様式を調べると、場所フィールドは一方の報酬領域だけに強くみられた。ついで、報酬領域を他方の一ケ所に設定して学習させると、場所フィールドは上の領域に移動した。このような場所依存生の可塑性をもつニューロンの割合は記録した21個の海馬体CA1ニューロンのうち約20%程度であった。
これらの研究によって、海馬体における場所・方向の情報処理様式、場所の認知・学習における海馬体の役割の一端が明らかになったと考えられる。平成6年度は申請計画に従い場所認知の形成過程や長期増強との関係を研究する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Fukuda M.,Masuda R.,Ono T.,and Tabuchi E.: "Responses of monkey basal forebrain neurons during visual discrimination task." Prog.Brain Res.95. 359-369 (1993)
• [文献書誌] Fukuda M.,and Ono T.: "Amygdala-hypothalamic control of feeding behavior in monkey:single cell responses before and after reversible blockade of temporal cortex or amygdala projections." Behav.Brain Res.,. 55. 233-241 (1993)
• [文献書誌] Fukuda M.,Ono T.,Nishijo H.,and Tabuchi E.: "Neuronal responses in monkey anterior putamen during operant bar-press behavior." Brain Res.Bull.,. 32. 227-233 (1993)
• [文献書誌] Muramoto K.,Ono T.,Nishijo H.,and Fukuda M.: "Rat amygdaloid neuron responses during auditory discrimination." Neurosci.,. 52. 621-636 (1993)
• [文献書誌] Fukuda M.,Masuda R.,and Ono T.: "Brain Mechanisms of perception and Memory:From Neuron to Behavior" Ono T.,Squire L.R.,Raichle M.E.,Perrett D.I.,and Fukuda M.(Eds.)Oxford University Press,New York, 692 (1993)