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2023 年度 実績報告書

多様な記憶の形成と高次な統合を担う機能的神経回路の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20H00109
研究機関同志社大学

研究代表者

櫻井 芳雄  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (60153962)

研究分担者 結城 笙子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (60828309)
眞部 寛之  奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (80511386)
廣川 純也  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 脳機能イメージング研究部, 主任研究員 (40546470)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード記憶 / 統合 / 神経回路 / セル・アセンブリ / ラット / マウス
研究実績の概要

1.前年に続き、嗅覚弁別課題遂行中のラットとマウスの嗅皮質亜領域から記録したマルチニューロン活動について、研究分担者の眞部寛之を中心にさらに解析を進めた。その結果、これまでに分かった嗅覚刺激と行動の連合に関わるニューロンや、味覚と嗅覚に基づく風味の記憶に関わるニューロンの他に、嗅覚刺激と情動の連合に関わるニューロンなどが、それぞれ異なる亜領域にあることがわかった。また、それらが亜領域間にまたがる機能的神経回路(セル・アセンブリ)により統合され活動することで、適切な嗅覚記憶とその統合が可能となることがわかった。
2.マウスの風味記憶を検出できる新たな行動課題を確立し、課題遂行中のマウスがたしかに風味を正確に知覚し記憶していることを行動解析と薬理実験から証明し、論文として報告した。
3.高次なメタ認知課題を遂行中のラットの行動解析を、研究分担者の結城笙子を中心にさらに進めた。その結果、ラットがたしかにメタ認知とその記憶を働かせていることを、課題遂行中の情報希求行動の解析から証明し、論文として報告した。また、課題遂行中のマルチニューロン活動を記録し、前頭連合野でメタ認知と記憶に関わるニューロンとセル・アセンブリが働いてることがわかった。
4.マルチニューロン活動の記録法についても、研究員のソン・キチャンを中心に、ワイヤーレス化などの改良を続けた。その結果、すでに開発した小型軽量のマイクロドライブから無線でデータを送信する方法を開発し、さらに、記録したデータをラットの頭部に装着したマイクロSDカードに記録し保存する方法も開発した。
5.新たなオプトジェネティクス法についても、研究分担者の廣川純也を中心にさらに改良を進めた。その結果、新規ウイルスベクターCav2-CARによる二重感染法を確立し、その方法を使い、ラットの前頭連合野にあるセル・アセンブリの活動を個別に操作することが可能となった。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] An intra-oral flavor detection task in freely moving mice2024

    • 著者名/発表者名
      Shiotani Kazuki、Tanisumi Yuta、Osako Yuma、Murata Koshi、Hirokawa Junya、Sakurai Yoshio、Manabe Hiroyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 27 ページ: 108924~108924

    • DOI

      10.1016/j.isci.2024.108924

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 総説 学習と神経活動-局在を超えて2024

    • 著者名/発表者名
      櫻井 芳雄
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 76 ページ: 273~281

    • DOI

      10.11477/mf.1416202597

  • [雑誌論文] Rats adaptively seek information to accommodate a lack of information2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shoko、Sakurai Yoshio、Yanagihara Dai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13(14417) ページ: 1~9

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41717-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] チョコレート摂食に関連したラット超音波発声サブタイプの機械学習による分類2024

    • 著者名/発表者名
      深澤 有吾、 池戸 優希、 領 家崇、 塩谷 和基、 眞部 寛之、 黒田 一樹、 吉村 仁志、 村田 航志
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [学会発表] 知覚意思決定バイアスに関わる前頭前野ー皮質下回路2023

    • 著者名/発表者名
      廣川 純也
    • 学会等名
      生理研研究会「価値判断を生み出す脳の仕組み」
    • 招待講演
  • [学会発表] Medial prefrontal cortex neurons represent different events and information seeking behaviors during task2023

    • 著者名/発表者名
      Shoko Yuki, Yoshio Sakurai, Dai Yanagihara
    • 学会等名
      日本動物心理学会第83回大会
  • [学会発表] 嗅覚と味覚の多感覚統合による風味感覚の解明2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、 大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 眼窩前頭前野における意思決定変数の表現は行動方略に応じ変化する2023

    • 著者名/発表者名
      大貫 朋哉、大迫 優真、 塩谷 和基、 谷隅 勇太、 高宮 渉吾、 松井 凪、 眞部 寛之、 櫻井 芳雄、 廣川 純也
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 知覚情報処理過程における様々な生理指標の固有情報変化2023

    • 著者名/発表者名
      江原 健悟、 福本 慎吾、 Wang Tingyu、 谷隅 勇太、 廣川 純也、 櫻井 芳雄、 木津川 尚史、 塩谷 和基、 眞部 寛之
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] Prefrontal cortex flexibly integrates odor cue information into deliberative decision-making based on behavioral strategy.2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ohnuki, Yuma Osako, Kazuki Shiotani, Yuta Tanisumi, Shogo Takamiya, Nagi Matsui, Hiroyuki Manabe, Yoshio Sakurai, Junya Hirokawa
    • 学会等名
      日本味と匂学会第57回大会
  • [学会発表] チョコレート摂食に関連したラット超音波発声サブタイプの機械学習による分類2023

    • 著者名/発表者名
      池戸 優希、 村田 航志、 領 家崇、 塩谷 和基、 眞部 寛之、 黒田 一樹、 吉村 仁志、 深澤 有吾
    • 学会等名
      日本味と匂学会第57回大会
  • [学会発表] 匂い弁別行動課題において前扁桃野は行動状態の変化を表象する2023

    • 著者名/発表者名
      福本 慎吾、北村 菜々、江原 健悟、谷隅 勇太、廣川 純也、櫻井 芳雄、木津川 尚史、塩谷 和基、眞部 寛之
    • 学会等名
      日本味と匂学会第58回大会
  • [学会発表] Identification of subtypes of ultrasonic vocalizations associated with chocolate eating in rats using machine learning2023

    • 著者名/発表者名
      Koshi Murata, Yuki Ikedo, Takashi Ryoke, Kazuki Shiotani, Hiroyuki Manabe, Kazuki Kuroda, Hitoshi Yoshimura, Yugo Fukazawa
    • 学会等名
      52st Society for Neuroscience Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] げっ歯類における食を豊かにする風味知覚課題の開発2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷 和基、谷隅 勇太、村田 航志、 大迫 優真、大貫 朋哉、高宮 渉吾、廣川 純也、櫻井 芳雄、眞部 寛之
    • 学会等名
      食欲・食嗜好を形成する感覚・内分泌・神経基盤研究会2023
  • [図書] まちがえる脳2023

    • 著者名/発表者名
      櫻井芳雄
    • 総ページ数
      229
    • 出版者
      岩波書店
    • ISBN
      978-4-00-431972-6

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公開日: 2024-12-25  

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