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2015 年度 実績報告書

条件反射に伴う神経回路可塑性の遺伝生理学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26891030
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

吉原 基二郎  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所バイオICT研究室, 主任研究員 (80222397)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
キーワード条件反射 / ショウジョウバエ / 記憶 / フィーディング・ニューロン / ライブイメージング / カルシウムイメージング
研究実績の概要

米国マサチューセッツ大学において申請者が主催していた研究室の総力をあげて発見されたショウジョウバエの食べる行動をコマンドするフィーディング・ニューロン(2013, Nature)を要とした神経回路上で形成される記憶を研究している。この記憶と神経細胞レベルの変化をリアルタイムで対応付けるという新しい研究法によって、記憶のメカニズムを明らかにしようとしている。パブロフの条件反射の実験では犬の摂食行動(餌が無条件刺激)にメトロノームの音などの条件刺激を連合した。ハエの摂食行動を観察しながら脳内を観察する方法はすでに開発しているが(2012, JOVE)、このライブ実験系を用いてパブロフと同様な実験を行うには、一匹のハエを定位した状態でパブロフのイヌが示したような行動変化を起こさせる必要がある。
米国の申請者の研究室のポスドクであった櫻井晃(現在、当研究所研究員)による予備実験において「あらかじめハエにもたせておいた棒を離す」という条件刺激を、口吻へのショ糖水溶液の刺激(無条件刺激)による吻伸展に連合するという全く新しい条件反射パラダイムを作成することに成功した。昨年度、カルシウムイメージング法により、繰り返し学習が進むにつれてフィーディング・ニューロンの反応性が高まり、それによって、条件付けが強まっていくことを発見した。本年度は、この実験系で解剖されたハエを長時間維持し、その状態で記憶が維持されるよう、実験条件を整えた。米国での予備実験を発展させたこの二年間の成果によりこの画期的な実験法は確立し、条件反射に伴う脳内変化を単一細胞レベルで観察した世界で最初の例として、論文発表を準備している。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [学会発表] 脳が記憶をつくる"現場"をおさえる2016

    • 著者名/発表者名
      吉原基二郎
    • 学会等名
      未来ICTシンポジウム
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都江東区)
    • 年月日
      2016-01-27 – 2016-01-27
    • 招待講演
  • [学会発表] A neural correlate of Pavlovian conditioning in Drosophila brain2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Sakurai, J. Troy Littleton, Hiroaki Kojima, and Motojiro Yoshihara
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Symposium, Neurobiology of Drosophila
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor Laboratory, New York, U.S.A.
    • 年月日
      2015-09-29 – 2015-10-03
    • 国際学会
  • [学会発表] パブロフの条件反射に伴う摂食コマンドニューロンの可塑的変化2015

    • 著者名/発表者名
      櫻井晃、 J. Troy Littleton, 小嶋寛明、吉原基二郎
    • 学会等名
      神経科学学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28 – 2015-07-31
  • [学会発表] シナプス可塑性と記憶をつなぐ摂食コマンドニューロン-記憶のできる瞬 間を捉えるための新しいこころみ2015

    • 著者名/発表者名
      吉原基二郎
    • 学会等名
      第1048回生物科学セミナー
    • 発表場所
      東京大学本郷2号館講堂(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-10
    • 招待講演
  • [備考] 研究室webpage

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/bio/w131102/MotoPage2.html

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-02  

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