記憶痕跡細胞の出現・選択原理の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04653
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 大川 宜昭 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 講師 (80416651)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 記憶 / 学習 / 記憶痕跡 / カルシウムイメージング / 海馬

研究実績の概要

記憶は、学習時の感覚入力に応答し活性化した記憶痕跡細胞にコードされる。本課題では、我々が構築した個々の神経細胞の活動様式を反映するCa2+動態と、標識された記憶痕跡細胞を同一個体内で共に観察できる新規技術を用いて、記憶痕跡細胞に特有の学習時や学習前・後の活動パターンの抽出を行うことで、記憶痕跡細胞の出現・選択の原理を明らかにすることを目的とした。
これまでに新規空間・文脈学習とその後の睡眠時（NREM/REM）、そして次の日の同じ空間暴露による記憶想起と異なる空間への暴露という複数のセッションでCa2+イメージングを行った6例のマウスのデータが集まっており、理研BSI深井朋樹リーダーとC. C. Alan Fung研究員とともに数理解析を進めてきた。この結果、学習時に出現した同期活動で規定された複数の記憶痕跡細胞の中のサブ・アンサンブル群が、学習後や想起時にかけて再び同じ細胞の構成による同期活動によって情報を再現していることが明らかとなった。この記憶痕跡細胞サブ・アンサンブルの再活動性は、異なる空間に暴露されると有意に低下することから、対応する記憶に対し特異性があることが確認された。今年度は、この継続的なサブ・アンサンブル活動が、コントロール細胞と比べ記憶痕跡細胞で有意に高い確立で出現すること、そして、記憶痕跡細胞群のオリジナルデータとシャッフルデータから抽出されたサブ・アンサンブル群を比較すると、オリジナルデータに由来するサブ・アンサンブルの方が有意に高い確立で継続的な活動を示すことが明らかになった。以上の結果は、生理的な意義を持った、記憶痕跡細胞特有の情報表現による記憶獲得・定着の機構を可視化したものである。この内容で投稿した論文は、現在accepted in principleとなっており、体裁を整えた最終版の投稿を完了したところである。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30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] Artificial association of memory events by optogenetic stimulation of hippocampal CA3 cell ensembles (2019)
  • 著者名/発表者名: Oishi Naoya、Nomoto Masanori、Ohkawa Noriaki、Saitoh Yoshito、Sano Yoshitake、Tsujimura Shuhei、Nishizono Hirofumi、Matsuo Mina、Muramatsu Shin-ichi、Inokuchi Kaoru
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 12 ページ: 2
  • DOI: 10.1186/s13041-018-0424-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adult Neurogenesis Conserves Hippocampal Memory Capacity (2018)
  • 著者名/発表者名: Alam Md Jahangir、Kitamura Takashi、Saitoh Yoshito、Ohkawa Noriaki、Kondo Takashi、Inokuchi Kaoru
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 38 ページ: 6854～6863
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2976-17.2018
  • 査読あり
• [学会発表] Ensemble representation of contextual memory in hippocampal engram cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa N., and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society. 2018. 7. 27, Kobe, Japan.
  • 招待講演
• [学会発表] Integrating Neuronal Ensembles Constitute and Replay Hippocampal Engram (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghandour K., Ohkawa N., Fung C.C.A., Asai H., Saitoh Y., Takekawa T., Okubo-Suzuki R., Soya S., Nishizono H., Matsuo M., Sato M., Ohkura M., Nakai J., Hayashi Y., Sakurai T., Osanai M., Kitamura T.,Fukai T, and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society. 2018. 7. 27, Kobe, Japan.
• [学会発表] Establishment of in vivo field excitatory post synaptic potential (fEPSP) recording system at hippocampal CA3-CA3 synapses (2018)
  • 著者名/発表者名: Oishi N., Koga K., Nomoto M., Ohkawa N., Tsujimura S., Sano Y., Saitoh Y., Nishizono H., Matsuo M., Muramatsu S, and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society. 2018. 7. 27, Kobe, Japan.
• [学会発表] Impairment of memory consolidation by anesthesia immediately after conditioning (2018)
  • 著者名/発表者名: Kameyama A., Asai H., Saitoh Y., Ghandour K., Okubo-Suzuki R., Nomoto M., Tsujimura S., Ohkawa N, and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society. 2018. 7. 27, Kobe, Japan.
• [学会発表] Hippocampal CA3 is involved in associative memory processing via learning-induced high frequent activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Nomoto M., Murayama E., Ohkawa N., Nishizono H., Matsuo M., Muramatsu S, and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 41st Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society. 2018. 7. 27, Kobe, Japan.
• [学会発表] Orchestrated ensembles activity constitute hippocampal memory engram (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghandour K., Ohkawa N., Fung C. A., Asai H, Saitoh Y., Takekawa T., Okubo-Suzuki R., Soya S., Nishizono H., Matsuo M. , Osanai M., Sato M., Ohkura M., Nakai J., Hayashi Y., Sakurai T., Kitamura T., Fukai T., and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 17th Annual MCCS meeting, 2018. 11. 1, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [学会発表] Manipulation of fear memory association by posterior parietal cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi S., Murayama E., Ohkawa N., Matsuo M., Nishizono H., and Inokuchi K.
  • 学会等名: The 17th Annual MCCS meeting, 2018. 11. 1, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [学会発表] Orchestrated ensembles activity constitute hippocampal memory engram (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghandour K., Ohkawa N., Fung C. A., Asai H, Saitoh Y., Takekawa T., Okubo-Suzuki R., Soya S., Nishizono H., Matsuo M. , Osanai M., Sato M., Ohkura M., Nakai J., Hayashi Y., Sakurai T., Kitamura T., Fukai T., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2018, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2018. 11. 4, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [学会発表] Manipulation of fear memory association by posterior parietal cortex (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki A., Kosugi S., Murayama E., Ohkawa N., Matsuo M., Nishizono H., and Inokuchi K.
  • 学会等名: Neuroscience 2018, Annual Meeting of Society for Neuroscience, 2018. 11. 4, San Diego, CA, USA.
  • 国際学会
• [図書] 記憶の操作 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大川 宜昭、横瀬 淳、井ノ口 馨
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 中外医学社, Clinical Neuroscience・特集：光が開く神経科学の未来－オプトジェネティクスと光イメージング, Vol. 36, No. 8: 916-920
• [図書] 記憶痕跡セル・アンサンブルを利用した人工連合記憶の創出 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大川 宜昭、井ノ口 馨
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 日本認知症学会紙, Dementia Japan, Vol. 33, No. 1: 2-9
• [備考] 富山大学大学院医学薬学研究部（医学）生化学講座ホームページ
  • URL: http://www.med.u-toyama.ac.jp/bmb/index-j.html