研究組織・メンバー

A02:脳深部の多領域同時イメージングによる記憶セルアセンブリの動態解明

研究代表者
野村　洋・北海道大学大学院薬学研究院・講師
WEBhttps://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakuri/

紹介文本文

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。例えば音を用いた古典的条件づけでは、内側膝状体、聴覚皮質、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。主に感覚情報が扁桃体で統合され、前頭前皮質からの調節を受けて下流の神経回路を制御することで記憶が形成、想起されると考えられる。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それぞれ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す。特に、ある領域内の記憶セルアセンブリが、多領域の記憶セルアセンブリと同期して活動するかを明らかにする。また、記憶セルアセンブリに選ばれるニューロンの特徴や学習の成立に伴って記憶セルアセンブリの形成、安定化が進むかについて、領域内および多領域に渡るセルアセンブリ両者に関して解析する。記憶は、獲得、固定化、想起の各段階において異なる脳内メカニズムで処理される。こうしたそれぞれの記憶の段階において、多領域に渡る記憶セルアセンブリがどのように振る舞うかについて明らかにしていきたい。

文献

1. Hitora-Imamura N, Miura Y, Teshirogi C, Ikegaya Y, Matsuki N, Nomura H. (2015)
   Prefrontal dopamine regulates fear reinstatement through the downregulation of extinction circuits.
   Elife. 4: e08274
2. Nomura H, Hara K, Abe R, Hitora-Imamura N, Nakayama R, Sasaki T, Matsuki N, Ikegaya Y.
   (2015)
   Memory formation and retrieval of neuronal silencing in the auditory cortex.
   Proc Natl Acad Sci U S A. 112(31): 9740-4
3. Nakayama D, Baraki Z, Onoue K, Ikegaya Y, Matsuki N, Nomura H. (2015)
   Frontal association cortex is engaged in stimulus integration during associative learning.
   Curr Biol. 25(1): 117-23
4. Nonaka A, Toyoda T, Miura Y, Hitora-Imamura N, Naka M, Eguchi M, Yamaguchi S, Ikegaya Y, Matsuki N, Nomura H. (2014)
   Synaptic plasticity associated with a memory engram in the basolateral amygdala.
   J Neurosci. 34(28): 9305-9.