| 研究課題/領域番号 |
19K16882
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
寺尾 勘太 早稲田大学, 文学学術院, その他(招聘研究員) (90825449)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 記憶 / 学習 / ドーパミン / 受容体 |
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| 研究実績の概要 |
過去の経験に応じて記憶を形成することは重要であり、その神経メカニズムはよく研究されてきた(Waddell, Curr. Biol. 2016) 。一方で、記憶と現実にズレが見つかった場合は、過去の記憶を修正し、現実に即して行動することもまた重要である。しかし、記憶の修正を司る神経回路に関しては不明な点が多い。
ほ乳類では、報酬と連合された刺激に脳内ドーパミンニューロンが応答し、記憶の修正にも関与することが知られている (Schultz, Annu. Rev. Psychol. 2006) 。ほ乳類と昆虫の連合学習におけるドーパミン系の重要性を鑑みて、申請者は、昆虫でもドーパミン系が記憶の修正に寄与する、との仮説を立てて検証を試みた。
フタホシコオロギは、薬理学的な実験が容易で、遺伝学的制御に比べて時間解像度の高いーパミン受容体阻害実験が容易な点でショウジョウバエと同様に本研究計画に適する。コオロギでは記憶の修正を検証する手段として消去学習とその類型として過剰予期効果を用いる。消去学習の手順の概要は以下のとおりである。1. コオロギにミントの匂いと水を提示することで、ミントの匂いに対する接近行動が生じるような訓練を行う。 2. ミントの匂いを単独で提示する訓練を行う。訓練の結果、ミントの匂いに対する接近行動が訓練前に比べて抑制されることから、消去学習の成立を示す予備的な実験結果であると結論づけている。
2022年度には消去・過剰予期効果について、その効果の喪失がコオロギでも見られるとの発展的な結果を得た。さらに、一部でドーパミン受容体の関与を示唆するデータを得た。
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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
2021年度は、1. コオロギの消去学習について、消去効果の喪失についての現象を見出した点 2. 消去学習の類型としての過剰予期効果について、効果の喪失やドーパミン受容体の関与の可能性を見出した点 の2点において進捗が得られた。
コオロギの消去学習については、論文化を進めるために執筆・調査を進行した。消去にはその効果の喪失を示す関連現象として自発的回復(spontaneous recovery), 復元(renewal), 復帰(reinstatement) が報告されていた。コオロギでも類似の結果が得られるか検証したところ、部分的な一致が見られた。より良い論文としてまとめて発表するための準備を進めている。
2020年度にコオロギのより複雑な消去学習の1種として過剰予期効果を見出した。2021年度は本現象についてさらに調査したところ、ほ乳類で複数の報告例を確認した。その文献では消去学習の1種として論じられていた。そこでコオロギの過剰予期効果も消去と類似した性質をもつか調べることとした。比較の一環として消去と同様に、過剰予期効果の効果の喪失が生じるか検証したところ、一部の条件で確認できた。安定した結果が得られつつあり、過剰予期効果とその効果の喪失のさらなる検証は今後の研究課題とする。さらに、過剰予期効果実験に伴ってドーパミン受容体の阻害剤を投与したところ、そのタイミングによっては影響が生じることを示唆するデータを得た。ただし、得られた結果は予備的な物に過ぎない。過剰予期効果と薬物投与実験を組み合わせて十分な検証を行うためには、より簡便・安定した系を準備する必要があると現時点では結論づけている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は、研究を推進するにあたっての目標として 1. コオロギの消去・過剰予期効果とその喪失を安定して再現する条件とその範囲を探ること 2. コオロギの消去学習とその喪失におけるドーパミン受容体の関与を探ること 3. コオロギの過剰予期効果とその喪失におけるドーパミン受容体の関与を探ることとする。
1. コオロギの消去・過剰予期効果とその喪失を安定して再現する条件とその範囲を探ること について、2021年度に得られた実験データをもとに、安定かつ迅速に消去・過剰予期効果とその喪失を再現するための刺激の提示量・タイミングを検討する。 2. コオロギの消去学習とその喪失におけるドーパミン受容体の関与を探ること・3. コオロギの過剰予期効果とその喪失におけるドーパミン受容体の関与を探ること については、2021年度にその準備が進んでいる。1が律速となっているため未だ十分な成果には至っていないものの、実験を遂行するための準備の継続が重要だと考えている。以上に関連して、新規に分子生物学に基づく技術の導入を検討する。
ショウジョウバエ、マウス・ラットにおける実験を推進すること についても課題とする。ただし、ショウジョウバエ、マウス・ラットいずれも他研究室との協力の下で行うが、コロナ禍で活動が著しく制限されているため、その実行は現時点では困難を伴う。ウェブ会議の利用など工夫をしているものの、コオロギの実験の推進の方が現実的な実現可能性が高い。したがって、本年は主にコオロギを用いた実験に注力する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響もあり、当初の計画と比べて実験遂行に遅れが生じている。
研究内容を十分に良いものとするために予算を使用する。
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