研究課題
本研究の主な目標であるMizunami-Unokiモデルの検証のためには、嗅覚学習および嗅覚記憶の読み出しに関わる脳領域の同定が不可欠である。申請者は、前年度までの研究により、ワモンゴキブリにおいて、嗅覚学習にケニオン細胞が関わる可能性を示唆する証拠を得ている。またゴキブリにオクトパミン受容体の阻害剤を投与すると匂いと報酬(砂糖水)の連合学習が阻害されることから、オクトパミン作動性ニューロンが砂糖水の報酬情報を伝える事を示唆する結果を得ている。本年度はまず、オクトパミン阻害剤を用いた実験により、ゴキブリにおいてオクトパミン作動性ニューロンが匂い記憶の形成のみならず読み出しにも関わることを明らかにした。次に、嗅覚記憶の読み出しに脳のどの領域が関わるのかを、薬物の局所投与により検討した。オクトパミン受容体の阻害剤をキノコ体の垂直葉(出力部位)に局所投与すると、記憶の読み出しが阻害されることが分かった。キノコ体の傘(入力部位)や触角葉(一次嗅覚中枢)への局所投与は効果がなかった。このことは、キノコ体の垂直葉に投射するオクトパミン作動性ニューロンが記憶の読み出しに関わることを示唆していた。免疫組織化学によりキノコ体垂直葉に投射するオクトパミン免疫陽性ニューロンの形慮を調べた結果、それらのニューロンは垂直葉のγ層で終末する事が分かった。この層は発生の初期に出現するγケニオン細胞が終末する領域であり、匂い記憶の読み出しにγケニオン細胞が主要な役割を果たす事が初めて明らかになった。
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https://www.sci.hokudai.ac.jp/~mizunami/MICROB~2/
