Deciphering Arc-dependent control of circuit dynamics underlying the consolidation of appetitive memories

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19810
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 尾藤 晴彦 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (00291964)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BREBNER LEONIE 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Keywords: 脳・神経 / カルシウム / Arc

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、記憶形成時のArc発現履歴に応じ、後の学習効率が制御される可能性を検討する目的のため、Arc陽性ｍPFC細胞の記憶想起時の行動応答に対応する発火パタンをカルシウムイメージングにより明らかにする実験手法の確立を引き続き試みた。多色2光子イメージングの条件検討を行い、これにより、学習が進むにつれてArc表現ニューロンの発火パターンが変更していくかどうかを明らかするデータ取得パイプラインを構築した。
さらに行動出力（飲水）のカウントを補足するデータを行動自体のイメージング解析により実施する可能性を検討するため、DeepLabCutなど人工知能・機械学習アルゴリズムに基づく手法の導入についても検討を続けた。これに基づき、カルシウムイメージングによって記録したスパイク情報によりArc発現や行動応答を予測できるかどうかの評価も始めている。
一方、このような活動記録に並行して、活性化したArc陽性ニューロンのArc発現や、後の活動自体を制御するためのウィルスツールをも自ら作成し、さらに最適条件でのイメージングを実施するためのセロタイプ最適化も実行した。このために、薬剤誘導型ウィルスベクター、神経活動応答性E-SAREプロモーターを用いた発現ベクターなどを構築し、培養細胞系で評価し、最終的にin vivoマウスでの条件検討を行っている。色収差の補正や発現量のバラツキによる補正など、2光子顕微鏡を用いた多色同時蛍光測定に伴う条件検討も順調に進んでいる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計測実施についての条件検討が順調に進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

当初計画通りに最終年度計画を実行する。