Memory transfer mechanisms based on dynamics of cell assembly activity

基于细胞组装活动动力学的记忆转移机制

基本信息

批准号：
22H02943
负责人：
鈴木章円
金额：
$ 11.07万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

記憶は、時間経過とともに海馬から大脳皮質に徐々に移行され、最終的に大脳皮質に貯蔵されると考えられているが、どのようにして2領域間で記憶情報を共有し合い、記憶が移行されるのかは不明な点が多い。我々は繰り返し連合学習課題を用いて、学習後の断眠によりこの課題が抑制されることを発見した。さらに興味深いことに、各学習後に海馬や前頭前野を抑制した実験結果から、海馬は記憶形成の初期から、前頭前野は数日遅れて関与し始めることを発見した。このように時間経過と共に前頭前野が必要とされることから、繰り返し学習記憶も海馬から前頭前野へ移行することを示唆している。一方、記憶は学習時に活動した神経細胞集団(セルアセンブリ)にコードされる。我々は、セルアセンブリは個別情報(色や形など)に応じた複数のサブ・セルアセンブリから構成され、各サブ・セルアセンブリが別々のタイミングで情報を表現・処理し、その集合として記憶が構築されることを明らかにした。さらにサブ・セルアセンブリ活動は睡眠時にも再現され、睡眠時に記憶が整理・定着することを示唆している。これらの知見から、我々は「海馬で形成された繰り返し学習記憶は、睡眠時に海馬-前頭前野間でサブ・セルアセンブリ活動の変化(同期性、連続性など法則性が生まれる)が誘導されることで徐々に前頭前野へ移行する」と仮説を立てた。本年度は、マウスを光と報酬を用いた連合学習課題に供し、海馬および前頭前野より学習時のセルアセンブリ活動を超微細蛍光内視鏡により計測した。そして、学習時や学習後の睡眠時のサブ・セルアセンブリ活動を抽出し、サブ・セルアセンブリ活動変化と記憶の移行に伴う2領域間でのサブ・セルアセンブリ活動の同調性や連続性などの法則を調べた。

人们认为，随着时间的流逝，内存逐渐从海马迁移到大脑皮层，并最终存储在大脑皮层中，但是目前尚不清楚两个区域之间如何共享内存信息，并且存储器之间如何传递。我们反复使用工会学习任务，发现学习后的睡眠损失压制了这项任务。从实验结果来抑制每次学习后抑制海马和额叶皮层的实验结果，我们发现海马从内存形成开始几天后开始参与其中。因此，随着时间的推移，前额叶皮层需要前额叶皮层，这表明重复学习记忆也从海马到前额叶皮层过渡。另一方面，记忆是在学习过程中活跃的神经元群（细胞组件）中编码的。我们已经揭示了一个单元组件由多个与单个信息（颜色，形状等）相对应的子细胞组件组成，并且每个子细胞组件在不同的时机上表达和处理信息，商店被构造为这些集合。此外，在睡眠期间还重现了子细胞组装活性，这表明在睡眠期间组织和确定记忆。根据这些发现，我们假设“在海马中形成的重复学习记忆逐渐过渡到前额叶皮层时，当子细胞组装活动的变化（例如，在睡眠中出现同步和连续性）是在睡眠期间引起的。今年，将小鼠在使用光和奖励和细胞组装过程中进行组合的学习任务，并将小鼠进行综合的学习，并超过循环培训，并在促销和培养基中进行了促进，并超过了促成型，并将其整合在促销中，并超过蜂窝化的工作。提取了学习和睡眠期间的荧光内窥镜，并研究了两个区域之间的子单元组装活动的完整性和连续性，并检查了子细胞组装活动和记忆转换的变化。