2020 Fiscal Year Annual Research Report
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19H01010
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 康紀 京都大学, 医学研究科, 教授 (90466037)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 空間文脈細胞 / 場所記憶 / 記憶固定化 / 前帯状皮質 / 空間記憶 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
情報の抽象化は脳での情報処理の基本である。視覚系では多数の脳領野の階層、並列処理を経て、物体や人の顔の認識に至る。場所情報も同様に、嗅内野格子細胞と海馬場所細胞などに担われる場所の絶対情報を元に、例えば「自宅の部屋」といった抽象化が行われていると考えられる。しかし、抽象化された概念が脳のどこでどのように形成、表現されているかは明らかではない。我々は最近、空間への曝露を繰り返すことで、前帯状皮質に、空間の特定の地点ではなく、その空間内であればどこでも反応する細胞、つまり空間文脈に反応する神経細胞が出現することを見出した。本研究では、この「空間文脈細胞」が抽象化された場所概念の認識と記憶を担うのではないかと考え、その形成の細胞メカニズムを中心に場所情報の抽象化についての研究を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究で空間記憶細胞の形成過程を調べた。このためにはDREADDを用い海馬神経細胞の活動を抑制することを試みた。まずAAVベクターを用い、抑制性受容体であるhM4D(Gi)を海馬に発現した。その上で、DREADDアゴニストであるD21を腹腔内投与し神経活動を抑えた上で、空間文脈細胞が形成を観察した。学習前に投与することで、学習中の海馬神経活動を抑えると、前帯状皮質での空間文脈細胞の形成が阻害された。一方で、9日間生理食塩水を投与し、10日目にD21を投与した群では海馬神経活動を抑えているのに関わらず、空間文脈細胞が観察された。この性質は、記憶固定化現象と共通である。さらに記憶固定化との共通性を検討するため、睡眠中の海馬神経活動を抑制することを試みた。睡眠中には起きている間の神経活動が繰り返され、それが記憶固定化を引き起こしていると考えられている。そこで睡眠中にD21を投与した所、空間文脈細胞の形成が抑制された。
これらの結果は前帯状皮質の空間文脈細胞の形成と記憶形成に相関があることを示唆し、空間文脈細胞が記憶を担っていることを強く示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、空間文脈細胞が記憶とどのような関連があるか、またどのように形成されるかについての研究を行っていく。記憶との関係を調べるためには、記憶痕跡細胞をラベルし、それらの細胞がより優先的に空間文脈細胞となるかを検討していく。その目的のため、神経活動依存的プロモーターであるc-fosの下流でG-CaMP7を発現させる。それにより記憶痕跡細胞に選択的にG-CaMP7を発現することができると期待される。これらの細胞と、CaMKIIのプロモーターで発現した細胞を比較し、記憶痕跡細胞がより空間文脈細胞になりやすいかを検討していく。
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