睡眠中のシナプス可塑性が記憶固定化に果たす役割の解明

阐明睡眠期间突触可塑性在记忆巩固中的作用

• 批准号: 21J11746
• 负责人: 小柳 伊代
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11746/
• 关键词: レム睡眠; 記憶固定化; ニューロン新生; シナプス可塑性

本研究は、成体脳の新生ニューロンにおける睡眠中のシナプス可塑性とその学習への機能の解明を目指してきた。成体脳において、特に海馬の歯状回においてニューロンが生涯にわたって生成される。これらの新生ニューロンは、既存の神経回路に組み込まれ、記憶学習に寄与する。一方、記憶の固定化は睡眠中に行われ、シナプス可塑性がこの過程で重要な役割を果たすと考えられている。しかし、睡眠中の記憶固定化メカニズムについては、シナプス可塑性との因果関係が明らかでない。本研究では、トランスジェニックマウスを用いた光遺伝学法、動物行動実験学法、マウスの脳波および局所電位測定、睡眠解析などの手法を用いて、睡眠中のマウスの新生ニューロンの神経活動操作およびシナプス可塑性操作を行い、恐怖条件付け学習課題を用いてその機能を評価した。実験結果から、睡眠中の新生ニューロンの同期活動が記憶固定化に役割を果たし、睡眠中のシナプス可塑性が重要であることが示唆された。また、成体脳スライスから新生ニューロンの活動を記録するパッチクランプ法を所属研究室で確立し、新生ニューロンのシナプス可塑性と睡眠中の同期活動との関係を詳細に解析した。さらに、マウスのオンライン睡眠ステージ自動判定システムを開発し、睡眠ステージ特異的介入実験の自動化を可能にした。これらの研究成果は、無意識下における記憶処理機構および成体脳の再生機構の解明に貢献することが期待される。

这项研究旨在阐明成人大脑新生神经元睡眠期间的突触可塑性及其在学习中的功能。在成人大脑中，神经元在一生中都会产生，特别是在海马体的齿状回中。这些新神经元整合到现有的神经回路中并有助于记忆学习。另一方面，记忆巩固发生在睡眠期间，突触可塑性被认为在此过程中发挥着重要作用。然而，睡眠期间的记忆巩固机制与突触可塑性之间的因果关系尚不清楚。在这项研究中，我们将使用转基因小鼠的光遗传学方法、实验动物行为方法、小鼠脑电图和局部电位的测量以及睡眠分析等技术来操纵睡眠小鼠中新生神经元的神经活动，并评估突触可塑性。其功能使用恐惧调节学习任务。实验结果表明，新生神经元在睡眠期间的同步活动在记忆巩固中发挥着作用，睡眠期间的突触可塑性很重要。此外，他的实验室还建立了从成人脑切片中记录新生神经元活动的膜片钳方法，并详细分析了新生神经元突触可塑性与睡眠期间同步活动之间的关系。此外，我们开发了小鼠在线自动睡眠阶段测定系统，使得自动化特定睡眠阶段干预实验成为可能。这些研究成果有望有助于阐明无意识记忆处理机制和成人大脑再生机制。

项目成果

Memory consolidation during Sleep

睡眠期间的记忆巩固

• 发表时间: 2022
• 作者: Koyanagi I;Wang YT;Srinivasan S;Yu J;Naoi T;Ohba A;Kumar D; Wu P; Kakegawa W;Cherasse Y;Sakurai T;Yanagisawa M;Yuzaki M;Sakaguchi M
• 通讯作者: Sakaguchi M

Synaptic plasticity on adult-born neurons for memory consolidation during sleep

成年神经元的突触可塑性有助于睡眠期间的记忆巩固

• 发表时间: 2022
• 作者: Koyanagi I;Wang YT;Srinivasan S;Yu J;Naoi T;Ohba A;Kumar D; Wu P; Kakegawa W;Cherasse Y;Sakurai T;Yanagisawa M;Yuzaki M;Sakaguchi M,
• 通讯作者: Sakaguchi M,

Fully automatic REM sleep stage-specific intervention systems using single EEG in mice

• DOI: 10.1016/j.neures.2022.10.001
• 发表时间: 2022-12-30
• 期刊: NEUROSCIENCE RESEARCH
• 影响因子: 2.9
• 作者: Koyanagi, Iyo;Tezuka, Taro;Sakaguchi, Masanori
• 通讯作者: Sakaguchi, Masanori

Mechanisms of adult-born neurons for memory consolidation during sleep

成人神经元在睡眠期间巩固记忆的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Koyanagi Iyo;Wang Yuteng;Srinivasan Sakthivel;Yu Jiahui;Naoi Toshie;Ohba Akinobu;Kumar Deependra;Wu Pei-Hsi;Vogt Kaspar;Matsuda Shinji;Cherasse Yoan;Sakurai Takeshi;Yanagisawa Masashi;Yuzaki Michisuke;Sakaguchi Masanori
• 通讯作者: Sakaguchi Masanori

Fully automatic sleep stage-specific intervention using single EEG in mice

使用单脑电图对小鼠进行全自动睡眠阶段特定干预

• 发表时间: 2022
• 作者: Koyanagi I;Tezuka T;Yu J;Srinivasan S;Naoi T;Yasugaki S;Nakai A;Taniguchi S;Hayashi Y;Nakano Y;Sakaguchi M.
• 通讯作者: Sakaguchi M.