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記憶の長期的な保存には、新たに形成された記憶を安定化させる「固定化」というプロセスが必要とされる。このとき、海馬において、記憶形成時に活動した細胞が自発的に活動することが知られている。つまり、記憶を長期的に保存するためには、記憶形成時に活動した特定の細胞集団が繰り返し活動することが必要であると考えられる。しかし、これら特定の細胞集団が選択的に活動するメカニズムに関してはほとんど明らかになっていない。神経細胞は、樹状突起において、スパインという突起構造を介したシナプス入力を受けることで発火する。このとき、どのスパインが、いつ、どのような入力を受けるかが、神経細胞の発火様式を大きく左右する。現在、シナプス入力の時空間パターンを説明するモデルとして、クラスター型と分散型が提唱されている。クラスターモデルとは、近接したスパインが時間的なまとまりをもった入力、すなわちクラスター入力を受ける、というものである。こうした入力パターンはシナプスの可塑的変化を誘導し、分散そこで、本年度は「SW 発生時には空間的にクラスターしたシナプス入力を受けることによって特定の細胞が発火する」という仮説をたて、検証した。SW 発生時のスパインの活動様式を記録するため、海馬 CA1 野の錐体細胞層に LFP 電極を置き、その 50u以内の細胞にパッチクランプを行うことで Fluo-4 を導入した。パッチ開始 15 分後からスパインの活動と細胞体の EPSC、LFP の同時記録を行った。その結果、LFP とスパイン活動の同時記録を行い、SW 発生時は空間的にクラスターしたスパインが活動することを見出した
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