記憶の固定化を支えるシナプス結合の変化とその制御機構

支持记忆巩固的突触连接的变化及其控制机制

基本信息

批准号：
20K06860
负责人：
宮脇寛行
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka City University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06860/
关键词：
神経生理学記憶固定化大規模電気生理学恐怖学習睡眠

项目摘要

記憶は覚醒時の経験を通して獲得され、その後の睡眠中などに安定な形へと固定化される。この一連の過程の中で、その記憶の責任部位が変化してゆくことが知られている。このことは、脳領域横断的な神経ネットワークが記憶プロセスにともない変化していることを示唆している。一方、個々の脳領域内では、記憶の獲得時に活性化した神経細胞群が記憶の想起の際に再び活性化していることが報告されている。これは、それぞれの脳領域の局所ネットワークは、記憶のプロセスを通して比較的安定していることを示唆している。このように、脳領域間ネットワークと局所ネットワークのレベルでは、それらのダイナミクスが大きく異ることが示唆されている。しかし、これらの異なるダイナミクスのネットワークがどのように組み合わされることで、記憶機能が支えられているのかは不明である。この点を検討するため、前年度までに自由に行動しているラットの脳の３つの領域から同時に、大規模電気生理学記録を行う手法を確立し、記憶の獲得にともない脳領域横断的な同期活動が生じるようなることを明らかにし、これらの同期活動に脳波上の速いオシレーションが関与していることを示唆する結果を得ていた。速い脳波オシレーションは細胞集団の一過的な同期発火をともなうことから、シナプスの可塑的な変化を誘導するのに適した活動パターンであると考えられている。そこで本年度は、速い脳波オシレーションが脳領域横断的なネットワークの変化を駆動している可能性を検討することを目指し、脳波オシレーションのリアルタイム検出アルゴリズムの構築・改良を行った。さらに、既に記録されたデータを用いてアルゴリズムの検証を行い、実用に耐えるレベルの検出精度を達成できることを確認した。

记忆是通过觉醒时的经验获得的，并在随后的睡眠期间被固定为稳定的形式。众所周知，记忆的责任在此系列过程中发生了变化。这表明跨大脑区域的神经网络随着记忆过程而改变。另一方面，据报道，在记忆恢复期间，在记忆习得时被激活的神经元细胞在记忆回忆中被重新激活。这表明每个大脑区域的本地网络在整个内存过程中相对稳定。因此，已经提出，在脑间区域和本地网络的水平上，它们的动态有很大差异。但是，尚不清楚这些不同的动态网络如何组合以支持内存功能。为了研究这一点，我们已经建立了一种从大鼠大脑的三个区域同时自由移动到上一年的大规模电生理记录的方法，表明整个大脑区域的同步活动随着记忆的习得而发生，结果表明，大脑波的快速振荡与这些同步有关。快速的脑电图振荡涉及细胞群体中的短暂同步，被认为是诱导突触中塑性变化的合适活性模式。因此，今年，我们已经构建并改善了用于脑电图振荡的实时检测算法，旨在研究快速脑电图振荡驱动整个大脑区域的网络变化的可能性。此外，使用先前记录的数据验证了该算法，并确认可以在可以承受实际使用的水平上实现检测准确性。