恐怖記憶を支える脳領域横断的なセルアセンブリ相互作用の時空間ダイナミクス

支持恐惧记忆的大脑区域细胞组装相互作用的时空动态

基本信息

批准号：
22K19483
负责人：
水関健司
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

記憶には複数の脳領域が関与し、各脳領域において同期して活動する神経細胞の集団（セルアセンブリ）が関わる。しかし、「セルアセンブリは領域を跨いでどのように相互作用して記憶の一連の過程に関わるか」という根本的な問いは未解明である。この状況を打開するため、我々は多脳領域同時・大規模電気生理学計測と恐怖条件付け学習を組み合わせる技術を開発した。この技術を用いて、恐怖条件付け学習による恐怖記憶の形成前から消去後まで連続して海馬・扁桃体・前頭前野の神経活動を記録した大規模なデータを数理的に解析し、恐怖記憶を支える脳領域横断的なセルアセンブリ相互作用の時空間ダイナミクスを明らかにすることを目指した。まず、記憶の形成時（恐怖条件付け学習時）や想起時に、非条件刺激、条件刺激、立ちすくみ反応を表現する神経細胞群を同定した。次に、それらの細胞群が記憶の固定化に重要と考えられている睡眠時にどのように活動するかを調べた。その結果、海馬・扁桃体・前頭前野において、多くの細胞がレム睡眠中またはノンレム睡眠中に活動が亢進すること、レム睡眠中に活動が亢進する細胞とノンレム睡眠中に活動が亢進する細胞では、記憶の形成時と想起時の反応や、高周波の脳波による活動の変調に有意な差があることを見出した。

记忆涉及多个大脑区域以及在每个大脑区域同步作用的神经元组（细胞集合）。然而，“细胞集合如何跨区域相互作用并参与一系列记忆过程”这一基本问题仍然没有得到解答。为了克服这种情况，我们开发了一种技术，结合了多个大脑区域的同步大规模电生理测量和恐惧调节学习。利用这项技术，我们对大规模数据进行了数学分析，这些数据通过恐惧条件学习，连续记录了海马体、杏仁核和前额叶皮层的神经活动，从恐惧记忆形成之前到其被删除之后，我们的目的是阐明恐惧记忆的时空动态。跨域细胞组装相互作用。首先，我们确定了在记忆形成（恐惧条件学习期间）和检索过程中表达无条件刺激、条件刺激和平头反应的神经元群。接下来，他们研究了这些细胞群在睡眠期间如何运作，这被认为对于记忆巩固很重要。结果，海马体、杏仁核和前额叶皮层的许多细胞的活性在快速眼动睡眠或非快速眼动睡眠期间增加，并且在快速眼动睡眠期间活动增加的细胞和在非快速眼动睡眠期间活动增加的细胞，他们发现反应存在显着差异。在记忆形成和回忆过程中，以及在高频脑电波的活动调节过程中。