「刷り込み」記憶の脳内表現

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680790
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 松島 俊也 名古屋大学, 農学部, 助教授 (40190459)
• 研究分担者: 内藤 順平 名古屋大学, 農学部, 助教授 (30048467) ; 並河 鷹夫 名古屋大学, 農学部, 教授 (70111838) ; 前多 敬一郎 名古屋大学, 農学部, 助教授 (30181580)
• キーワード: 脳 / 記憶 / 行動 / インプリンティング / 刷り込み / 最初期 遺伝子 / シナプス / 可塑性

研究概要

(1)摂食忌避学習の記銘内容とその般化
既に我々は摂食忌避学習が「刷り込み」関連学習タスクの一つとして有効であることを示した。本年度は更に、この学習タスクによって形成される記憶内容が時間的に安定かどうかを、行動学的実験により解析した。その結果、学習直後15分〜1時間の内は忌避対象の視覚的特徴の詳細にわたる「スナップ・ショット」型記憶を保持しているのに対し、1時間〜1日の間に対象の色・形・動きなど諸特徴の分離抽出が進行する事が判明した。長期記憶の形成カスケードに伴い、記銘内容も動的に変化する。
(2)最初期遺伝子ZENKの関与
昨年度までに、大脳線条体IMHV領域においてシナプス長期増強(LTP)と最初期遺伝子(c‐fos)の各々の発現機構を調べ、両者が独立である事を示す知見を得た。更にLTPと密に関連する最初期遺伝子を探る目的で、ZENK(あるいはzif-268)発現が忌避学習によって強化されるかどうかを検討した。その結果、第一次視覚野に相当する線条体HA・連合野IMHV・および大脳基底核LPOにおいて、ZENK発現の増強を見た。ZENKは記憶の分子マーカーと見なしうる。
(3)記憶痕跡の脳内転座と基底核LPOに共誘導されるLTP/LTD
基底核LPOは、線条体IMHVから記憶痕跡の転座を受けて、忌避学習の記銘内容を長期的に保存する部位であるとされる。転座の機構を調べる目的で、LPOへの二つの興奮性入力(背側より新線条体入力・腹側より旧線条体入力)に同期したシナプス入力を与えて、それぞれの可塑的変化を追跡した。dopamine D1受容体を活性化した場合、両者の加えたテタヌス刺激は、背側入力にシナプス長期増強(LTP)を、腹側入力に長期抑圧(LTD)を同時に誘導した。LTP・LTD共に入力の時間的一致を要求する。LTPは飽和するが、LTDは飽和せず加算してしばしば完全に減衰する。ドーパミン系の活動を許容条件として、腹側入力が背側入力を教示的に修飾することが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Ishikawa, Y., Yagi, T., Udikawa, Y., and Matsushima, T.: "Long-term potentiation is blocked by prior activity in the goldfish optic tectum" Neuroscience Research. S21. 167 (1997)
• [文献書誌] Aoki, M., and Matsushima, T.: "Passive avoidance learning in quail chicks : innate preferences, habituation and reinforced learning." Neuroscience Research. S21. 260 (1997)
• [文献書誌] Yanagihara, S., Yagi, and Matsushima, T.: "Fos and LTP in telencephalic nucleus IMHV involved in neonatal chick learning." Neuroscience Research. S21. 263 (1997)
• [文献書誌] Yanagihara, S., Yagi, and Matsushima, T.: "Causal link among c-fos, LTP, and memory formation in neonatal chick telencephalon." Society for Neuroscience Abstract. 23. 2127 (1997)
• [文献書誌] Yazaki, Y., Matsushima, T., and Aoki, K.: "Testosterone modulates calling behavior in Japanese quail chicks." Zoological Science. 14. 219-225 (1997)
• [文献書誌] Yazaki, Y., Matsushima, T., and Aoki, K.: "Stimulation elicits the chick crowing with testosterone in Japanese quail chicks." Zoological Science. 14. 227-231 (1997)
• [文献書誌] Yanagihara, S., Yagi, T., and Matsushima, T.: "Distinct mechanisms for expression of Fos-like immunoreactivity and synaptic potentiation in telencephalic hyperstriatum of the quail chick." Brain Research. 779. 240-253 (1998)