睡眠時におけるmRNA発現の広域時空間マップと記憶との連関

睡眠期间 mRNA 表达的宽时空图及其与记忆的关系

• 批准号: 19J01973
• 负责人: 大本 育実
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01973/
• 关键词: カルシウムイメージング; 2光子顕微鏡; in vivoイメージング; 睡眠; 記憶固定化; トップダウン入力; イメージング技術

睡眠は記憶の固定化に大きく関与することが知られていながら、その詳細なメカニズムはいまだ十分に明らかになっていない。本研究は、触知覚記憶の定着に必要とされる神経活動及び分子機序を脳部位網羅的に明らかにすることを目的としている。生きたマウス脳の超広域（従来面積比36倍）において高い時間分解能・空間分解能で記録可能な超広視野2光子顕微鏡、FASHIO-2PM (Ota et al., Neuron 2021)を用いて、睡眠時における神経活動と触知覚の定着の相関関係、ならびに学習における神経細胞の活動機序を脳部位網羅的に明らかにすることを目指す。計画最終年度の本年度は、これまでに確立した超広視野顕微鏡下における睡眠中の神経活動記録法と、床面質感の違いにより触知覚記憶を評価できる床面学習課題（Miyamoto et al., Science, 2016）とを組み合わせた実験パラダイムを実施し、学習前後の睡眠中における1万個以上からなる神経細胞集団の活動記録を進めた。さらに、触知覚の記憶固定化に寄与しているトップダウン入力を抑制したときの睡眠中の神経活動を記録し、その因果関係について解析を進めた。得られた大規模神経活動データの解析から、記憶固定化に寄与する神経ネットワークについて考察を進め、論文化に向け、準備を進めている。本研究で確立した超広視野２光子顕微鏡を用いた実験フローと関連手法について詳細にまとめ、プロトコル論文として発表した（Oomoto et al., STAR protocols, 2021）。

尽管已知睡眠显着参与记忆巩固，但详细机制仍不完全清楚。本研究的目的是全面阐明跨脑区巩固触觉感觉记忆所需的神经活动和分子机制。使用FASHIO-2PM（Ota等人，Neuron 2021），这是一种超宽视场双光子显微镜，可以在超宽区域（传统方法面积的36倍）上以高时间和空间分辨率进行记录在活体小鼠大脑中，我们的目标是全面阐明神经活动与触觉感知巩固之间的相关性，以及学习过程中神经元活动的机制。今年，即该计划的最后一年，我们将使用之前建立的在超广角显微镜下记录睡眠期间神经活动的方法以及地板学习任务，该任务可以根据地板纹理的差异评估触觉感觉记忆（Miyamoto） et al., Science , 2016），并继续记录学习前后睡眠期间超过 10,000 个神经元的活动。此外，他们记录了睡眠期间自上而下的输入被抑制时的神经活动，这有助于触觉感知的记忆巩固，并继续分析因果关系。基于对获得的大规模神经活动数据的分析，我们正在研究有助于记忆巩固的神经网络，并准备在论文中发表结果。本研究建立的使用超宽视场双光子显微镜的实验流程和相关方法被详细总结并作为协议论文发表（Oomoto等人，STAR协议，2021）。

项目成果

床面記憶固定化関与細胞の（剛）軟因子解明に向けて

阐明参与底层记忆巩固的细胞的（硬）和软因素

• 发表时间: 2022
• 作者: Oomoto Ikumi;Uwamori Hiroyuki;Matsubara Chie;Odagawa Maya;Kobayashi Midori;Kobayashi Kenta;Ota Keisuke;Murayama Masanori;大本 育実
• 通讯作者: 大本 育実