| 研究課題/領域番号 |
15K21193
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
佐村 俊和 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30566617)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 海馬 / 時系列記憶 / シータ進行波 / 神経活動伝播 / リカレントネットワーク |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，記憶を担う脳の海馬CA3，CA1領域における，シータ進行波に基づく行動の時系列を時空間的に表現し時系列記憶形成を可能とする神経機構を明らかにすることを目的としている．今年度は，リカレントネットワーク構造の海馬CA3領域に着目し，入力された時系列情報を空間的に展開し表現する機構の解明を目的とした．海馬CA3の計算機シミュレーションから，抑制性介在細胞の回路構造によって，シータ進行波を説明可能な特定の方向に伝播する（指向性を持つ）神経活動の伝播が自己組織的に生成されることが分かっている（自己組織伝播）．そこに，入力を反映する指向性を持つ神経活動の伝播が生成され（入力依存伝播），入力情報の時間関係が伝播の空間的な位置関係で表現されれば空間的な展開が可能となる．しかし，抑制性介在細胞の働きにより，自己組織伝播が優位な場合と，入力依存伝播が優位な場合があることが分かっており，整った自己組織伝播が生成されると，入力依存伝播が生成できない．このように，抑制性介在細胞の働きが神経活動伝播に影響を与えるが，抑制性介在細胞はギャップ結合を通じて，他の介在細胞から影響を受けることが分かっている．そこで，ギャップ結合を導入した海馬CA3モデルを構築し，ギャップ結合の神経活動伝播生成への影響を調査した．他の抑制介在細胞を駆動させるようにギャップ結合は機能し，抑制性介在細胞がギャップ結合を介して駆動されることで，整った自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立が可能であることが分かった．整った自己組織伝播が入力により大きく変化することで入力を反映した伝播となり，入力された情報を空間的なパターンへと変化できる．海馬CA3領域において，入力情報の時間関係が指向性を持った神経活動伝播の空間的な位置関係で表現され，空間的な展開が可能であることを示唆する結果である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は，リカレントネットワーク構造の海馬CA3領域に着目し，入力された時系列情報を空間的に展開し表現する機構の解明を目的とした．ギャップ結合を導入した海馬CA3モデルを構築し，ギャップ結合を介した抑制性介在細胞の駆動により，自己組織伝播の生成と入力依存伝播の生成の両立が可能であることが分かった．その詳細な神経機構については調査の余地があるものの，入力情報が空間的に展開可能であることを示唆する結果であり，現在までのところほぼ計画通りに研究が進展しているといえる．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度では，本年度の成果に基づき，時系列記憶形成を可能とする海馬CA3,CA1領域にまたがる神経機構の解明に向け，海馬CA1を含むモデル構築を行う．神経細胞，神経回路網レベルでの生理実験に精通する研究者より，海馬の最新の生理学的知見に関する知識提供を受け，それらを反映しつつ，特に海馬CA3-CA1の3次元の解剖構造を再現するモデルの構築を行う．さらに，両立を可能とする詳細な海馬CA3における神経機構についても調査を行う．
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