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ショウジョウバエのキノコ体は無脊椎動物の記憶中枢として知られ、様々な記憶を処理する神経回路機構を理解する上で非常に良いモデルである。匂い刺激を砂糖報酬や電気ショック罰で条件付けし、匂いに対する誘引や忌避を引き起こす嗅覚報酬記憶と嗅覚罰記憶は、どちらもキノコ体で形成される。本研究はショウジョウバエのキノコ体をモデルに、記憶学習における情報処理回路の時間軸に沿った変遷を明らかにするため、神経回路構造とその機能の両面から解析を行なった。
キノコ体出力神経の各細胞種の詳細な形態を明らかにするため、細胞種特異的に蛍光マーカーを発現させ、共焦点顕微鏡を用いた三次元的な観察を行なった。また、それぞれの細胞種について、その神経伝達を細胞種特異的に阻害し、報酬記憶と罰記憶の、記憶学習行動における重要性を定量した。さらに、記憶の読み出し行動を多角的に解析するシステムの構築に成功し、それぞれの行動エレメントに必要な出力神経を同定した。以上、記憶学習において、砂糖報酬学習と電気ショック罰学習それぞれについて、いつ・どのような行動機能に、どの神経細胞が重要であるか、その変遷を明らかにすることができた。
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