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これまでの申請者らの研究により、前障は内側嗅内野に密に投射し、記憶の獲得を調節することが分かっている。しかし、前障から内側嗅内野にいたる神経経路が、具体的にどのような情報を伝達するかはまったく分かっていない。本研究は、前障―嗅内野経路の情報伝達の実態を、生体脳における細胞外計測と光遺伝学を組み合わせることで解明することを目指した。内側嗅内野は広い脳領域であり、前障の神経細胞はおもに嗅内野の深層に投射する一方、空間記憶や空間ナビゲーションに密接に関連すると考えられる格子細胞は表層に豊富に存在する。また、嗅内野の背側と腹側では神経活動の様態が異なることが知られている。前障が嗅内野のなかのどの部位に強く影響を与えるかは分かっていない。そこで、嗅内野の表層―深層軸および背側―腹側軸の可能な限り広範囲において、神経活動を一斉に計測するため、256点からなる大規模なシリコンプローブ電極を用いた細胞外計測法を構築した。この計測法により、自由行動中の動物において、脳の広範囲 (2.4 mm×1.6 mm) から、100個以上の神経細胞の活動と局所電位を一斉に計測することが可能になった。この実験系により、前障―嗅内野の情報伝達の実態を大規模に計測し解析することが可能になった。また、申請者らの研究により、前障は、海馬から嗅内野を介して外部の脳領域へと情報を送出する神経経路を調節することが示唆されている。関連して、海馬から外部の脳領域へと情報を出力するもうひとつの経路である、海馬台を介した情報の分配について、256点のシリコンプローブ電極と光遺伝学を用いた検証を進めた。その結果、海馬台は、海馬CA1野とくらべて低選択性・高発火率のノイズ耐性な情報表現をもち、さらにこの頑強な情報を、情報の種類に応じて選択的に下流の脳領域に分配することが明らかになった。この成果をまとめ、発表論文の作成を進めている。
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