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前年度発見した、徐波睡眠時、嗅皮質で見られるsharp waveについて更なる解析を行った。嗅皮質のうち、前梨状皮質の各層から同時に局所脳波を記録し、sharp waveのcurrent source density解析を行うことにより、嗅皮質sharp waveは嗅皮質内錐体細胞の反回側枝の同期的な入力によって作られることがわかった。また、嗅皮質錐体細胞は嗅球の顆粒細胞へと軸索を伸ばし、top-down入力を与えるが、徐波睡眠時、嗅皮質sharp waveに伴って、嗅球顆粒細胞へ同期的なtop-down入力があることがわかった。さらに、嗅皮質から嗅球への軸索を電気刺激すると、嗅球顆粒細胞とのシナプスでlong-term potentiationが起こることがわかった。
海馬sharp waveは睡眠直前の経験の再活性の場であり、記憶の固定化に関与していると考えられている。本研究で明らかとなった嗅皮質sharp waveもまた嗅覚経験(学習)の再活性の場であると予想される。さらに、嗅皮質sharp waveはtop-down入力として嗅球の回路の再編成を促進していると推察され、これまで不明であった、感覚入力が遮断される徐波睡眠時に感覚皮質がどのような情報処理をしているのかに迫る大きな足がかりとなる。また、嗅皮質から嗅球へのtop-down入力の新たな情報処理過程を見出したことは、今後の嗅覚情報処理機構の全容解明に繋がる新たな一歩であると考えられる。さらに、記憶の形成、固定化メカニズムにも新たな知見を与えるものと期待される。
本研究成果は、前年度の成果と合わせ本年度の国内外の学会で発表し、論文投稿中である。
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