長期記憶の形成過程における記憶痕跡細胞の生成・成熟過程とニューラルデコーディング

记忆痕迹细胞的生成、成熟过程及长期记忆形成过程中的神经解码

• 批准号: 19J20331
• 负责人: 大村 佳之
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Toyama
• 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-19J20331/
• 关键词: エピソード記憶形成; 脳情報解読; 場所細胞; 記憶痕跡細胞; 多脳領域多細胞電気活動記録; 神経電気生理学; 多脳領域多細胞同時記録; 記憶; 脳情報信号処理; 海馬

これまでに記憶のメカニズムにおいて重要な脳波のひとつである Sharp wave ripple (SWR) が海馬の神経細胞間の相互作用により発生することや、このとき発生するバースト発火シグナルの伝搬が遠く離れた脳領域間の記憶情報転送に関与していることを数理モデルの解析から明らかにした。本研究の目的は迷路学習中のマウス脳から神経細胞電気活動を記録し、海馬から転送される記憶情報を内側前頭皮質の神経細胞集団が受信・解釈・統合する機序を明らかにすることである。そのためには海馬と内側前頭皮質を行き交う数十ミリ秒以下の時間スケールの神経電気活動のシグナルをとらえ、両脳領域から同時に脳情報の解読を行うだけの十分な数の神経細胞の活動を記録することが必要であった。しかしながら内側前頭皮質からは十分な数の神経細胞の活動が記録できなかった。そこで学習中に海馬と嗅内皮質で発生する高周波数脳波の相互作用（ripple burst）に着目し、海馬-嗅内皮質間で記憶情報が交わされる瞬間の両脳領域の脳情報解読を試みることにした。まず迷路学習中にマウスの海馬において sharp wave ripple の発生頻度が高まる餌報酬獲得時と T字迷路分岐点での停止時に着目し、ベイズ推定により海馬細胞集団の同期発火に含まれる空間情報の解析を行った。T字迷路分岐点で発生する sharp wave ripple には、左右の選択通路の空間情報を含んでいたが、いずれもマウスが停止している分岐点からその先のゴール地点に向かう順行性の経路が表現されていた。この空間情報（replay）の表現と実際にその後にマウスが選択する通路との因果関係は明らかではなかった。一方で餌報酬獲得時に発生する sharp wave ripple には、現在のゴール地点から T字迷路分岐点に向かう逆行性の経路が表現されていた。

到目前为止，记忆机制中重要的大脑波之一，尖锐的波浪波（SWR）是由海马神经细胞之间的相互作用引起的遥远的数学模型分析表明，它们参与了内存信息传递。这项研究的目的是在迷宫中记录小鼠大脑的神经细胞电活动，并阐明接受，解释和整合从海马BE传递的记忆信息的机制。为此，它捕获了几十百万吨海马和前皮层的尺度的信号，并记录了只有两个大脑区域的大脑信息的足够的神经细胞。但是，无法从内部前皮层记录足够数量的神经细胞的活性。因此，重点关注研究期间海马和内部皮层中发生的高频脑波（波纹爆发）的相互作用，试图在交换记忆信息之间在两个大脑区域中解码大脑信息之间的大脑信息。海马和内部皮层。首先，在迷宫学习过程中，小鼠海马中的小鼠海马集中在尖锐波浪纹波频率发生频率和t形的迷宫转折点的时间上，并分析空间信息。由于贝叶斯的估计，包括海马组的同步。在T形迷宫期间出现的尖锐波浪在左右通道中包含空间信息，但是从鼠标停止到前方的目标点的所有痕迹。この空間情報（replay）の表現と実際にその後にマウスが選択する通路との因果関係は明らかではなかった。另一方面，在获得诱饵奖励时发生的尖锐波浪纹波表达了从当前目标点到t形迷宫转弯点的逆行路线。