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研究者代表は海馬で発生するシータ波が海馬―皮質間の細胞集団活動の形成に関わると仮説立てた。海馬のシータ波は10Hz程度の周期性を持った脳波であり、一周期（100ミリ秒）のオーダーで、動物が実際に走行した順番通りに場所細胞群を発火させることが分かっている（時間符号化）。これまで、海馬の時間符号化が、形態化連合記憶に関わる前頭前皮質（PFC）や膨大後部皮質（RSC）などの皮質領域とどのような関係があるのか不明であった。
本研究は、ラットが形態化連合記憶課題を遂行中にシリコンプローブ電極を用いた大規模細胞外記録を実施することで、海馬CA1、PFC、RSCの個々の細胞の発火活動と海馬シータ波との関係を詳細に調べた。本記憶課題は、音と匂いの組み合わせを弁別して左右どちらかのレバーを引くことが求められる。これらの脳領域には本記憶課題に関連する情報（音、匂い、組み合わせ、選択行動）に反応して発火活動を強める“出来事細胞”が存在することを前年度に報告した。本年度において、これらの細胞群を多数同時に記録することに成功し、これらの細胞群のネットワークレベルでの相互作用を詳細に調べた。まず、PFCやRSCの出来事細胞には海馬シータ波に発火タイミングを同期させている集団が確認された。さらに相互相関解析によって、海馬とRSCの出来事細胞は海馬シータ波の一周期のオーダーで同期発火していることが明らかになった。これらの結果は、海馬のシータ波は海馬と皮質領域にわたる特定の細胞集団を同期発火させる機能を果たし、海馬の時間符号化が海馬内だけでなく海馬―皮質間という広範囲の神経ネットワーク内の細胞集団活動であることを示唆している。
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