研究組織・メンバー

A01:海馬台における投射先特異的な情報処理機構の解明

研究代表者
水関健司・大阪市立大学大学院医学研究科・教授
WEBhttp://www.med.osaka-cu.ac.jp/physiology2/

紹介文本文

動物は過去の経験に基づき、柔軟に行動を選択する。海馬は、大脳新皮質や扁桃体から現在の状況や情動に関する多種多様な情報を受け取り、それらを過去の記憶と統合して処理し、結果を様々な脳領域へ適切に伝達して情報の並列処理を実現する。このプロセスが過去の記憶に基づく柔軟な行動選択に重要であると考えられている。ある空間の中で自分のいる場所を表現する場所細胞が海馬で発見されて以来、海馬の空間表現は詳しく調べられてきたが、場所以外の情報処理は不明な点が多い。しかし、海馬は場所以外にも時間・快感・不安・恐怖・報酬・罰など様々な情報を並列処理していると考えられている。
海馬から様々な脳領域への投射の大部分が海馬台から出力する。海馬台は海馬からの出力に重要な位置を占めているにも関わらず、海馬台の神経細胞がどのような情報をコードしているかはほとんど分かっていない。重要なことに、海馬台の個々の神経細胞は、数ある投射先のうちごく少数の脳領域にのみ投射している。このことは、海馬台が投射先によって特有の情報を伝達している可能性を示唆しているが、どのような情報がどのような脳領域へ伝達されるのかは全く分かっていない。その最大の理由は、従来の電気生理学的な計測法では記録している細胞がどこに投射しているかは全く分からなかったためである。
本研究では、光遺伝学と大規模同時記録法を組み合わせることで、自由行動中の動物から同時記録している神経細胞を投射先によって分類する。その上で、場所だけでなく、時間・快感・不安・恐怖・報酬などの様々な情報表現を調べることのできる課題をラットに行わせ、それぞれの神経細胞がどのような情報を表現しているかを調べる。そして、海馬台の個々の神経細胞の投射先と情報表現の相関を調べて、それぞれの投射先にどのような情報が伝達されるのかを明らかにしていきたい。

図１　海馬とその関連領域の神経回路の模式図
海馬の出口にあたる海馬台から各投射先脳領域へどのような情報が伝達されるのかを明らかにする

文献

Mizuseki K, Miyawaki H (2017) Hippocampal information processing across sleep/wake cycles. Neurosci Res. 118: 30-47.
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