アミノ酸味覚刺激がもたらす報酬・罰の並行記憶が形成、想起される仕組みの解明

阐明氨基酸味觉刺激带来的奖惩平行记忆的形成和回忆机制

• 批准号: 22K20645
• 负责人: 利嶋 奈緒子
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20645/
• 关键词: ショウジョウバエ; 連合学習; 味覚; ドーパミン

生存や繁殖、または成長するため、生物は適切な栄養素を探して摂取しなければならない。昆虫のように単純な脳を持つ生物でも、味覚と嗅覚の連合学習などによって過去の経験を記憶し、その記憶を効率的な食物の探索のために利用することが可能である。アミノ酸は生物にとって必須の栄養素の一つであるが、生物がどのようにして必要な種類のアミノ酸を必要な量、外界から探して摂取しているのかは、解明されていない部分が多く存在する。本研究ではアミノ酸記憶の形成、想起の神経回路を明らかにすることを目標に、キイロショウジョウバエの幼虫を用いて遺伝的手法と行動神経的手法を組み合わせて研究を進めている。これまではアミノ酸混合液による並行記憶の形成が確認されていたが、単一のアミノ酸によっても同様の記憶が見られることがわかった。アミノ酸混合液が並行記憶をもたらすのは、嗜好性のアミノ酸と忌避性のアミノ酸が混合されているためであるのか、それともひとつのアミノ酸にそれら両方の性質が備わっているのかはわかっていなかったが、その疑問に答える発見である。単一アミノ酸によって引き起こされる並行記憶を報酬、罰それぞれにおいて詳しく調べるためにも、まずは実験条件を最適化させるための実験を行った。現在は記憶領域に投射するドーパミン作動性ニューロンの抑制によって、報酬・罰それぞれの記憶形成にどのような影響が現れるのかを調べる実験に取りかかっている。

为了生存、繁殖或生长，生物必须寻找并获取足够的营养。即使是具有简单大脑的生物体，例如昆虫，也可以通过味觉和嗅觉之间的联想学习来记住过去的经历，并利用这种记忆来有效地寻找食物。氨基酸是生物的必需营养素之一，但生物如何从外界找到并摄入必要量的必需类型的氨基酸仍然未知。在这项研究中，我们利用果蝇幼虫将遗传和行为神经方法结合起来，目的是阐明负责氨基酸记忆形成和检索的神经回路。此前，已经证实平行记忆是使用氨基酸混合物形成的，但也发现使用单一氨基酸可以创建类似的记忆。目前尚不清楚氨基酸混合物是否会诱导平行记忆，因为它们含有可口氨基酸和令人厌恶的氨基酸的混合物，或者单个氨基酸是否具有这两种特性。这一发现回答了这个问题。为了详细研究单个氨基酸在奖励和惩罚方面诱导的并行记忆，我们首先进行了实验来优化实验条件。他目前正在进行实验，通过抑制投射到记忆区域的多巴胺能神经元来研究奖励和惩罚对记忆形成的影响。

项目成果

Appetitive and aversive learning of amino acids in larval Drosophila

果蝇幼虫氨基酸的食欲和厌恶学习

• 发表时间: 2022
• 作者: 川口 隆之;Alexis HARDAY;Amandine TOUZEAU;Sandra DUHARCOURT;中山 潤一;Raja Kumar Vadivelu;Naoko Toshima
• 通讯作者: Naoko Toshima