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記憶を始めとしてあらゆる脳機能は、個々の局所回路の演算が適切に下流の領域に伝達されることで実行される。例えば古典的条件づけでは、内側膝状体、扁桃体、中脳水道周囲灰白質や側坐核、前頭前皮質の局所回路の演算と、領域間の情報伝達が共に重要である。しかし従来、局所回路のセルアセンブリ研究と領域間の情報伝達に関する研究は独立して行われてきた。そのため、ある領域内に含まれる記憶セルアセンブリが、他の領域内の記憶セルアセンブリとどのように関係するかは不明であった。そこで本研究では、複数の脳深部領域の活動を同時イメージングする手法を確立し、多領域に渡る記憶セルアセンブリの動態を明らかにすることを目指した。まず、複数の脳深部領域から同時にカルシウムイメージングを行う実験系を確立した。多領域に渡る記憶セルアセンブリを解析するため、脳深部に位置する多領域の神経活動を1細胞の分解能で測定した。アデノ随伴ウイルス（AAV）を用いて、カルシウムプローブGCaMP6を内側膝状体、扁桃体ニューロンに導入した。脳深部から画像を取得するため、直径0.5－0.6mmのGRINレンズを各領域へ挿入した。このマウスに対して、報酬条件づけを行った。音の提示と組み合わせてスクロース水を与えた。条件づけの初期段階では、マウスは音を聞いただけでは舌を出す行動（Licking）を示さなかったが、条件づけの後期段階では、マウスは音を聞いただけでLicking行動を示すようになった。一連の条件づけセッション中に内側膝状体および扁桃体ニューロンからカルシウムイメージングを行い、多細胞の神経活動を測定することに成功した。
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