記憶の固定化を支えるシナプス結合の変化とその制御機構

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記憶は覚醒時の経験を通して獲得され、その後の睡眠中などに安定な形へと固定化される。この一連の過程の中で、その記憶の責任部位が変化してゆくことが知られている。このことは、脳領域横断的な神経ネットワークが記憶プロセスにともない変化していることを示唆している。一方、個々の脳領域内では、記憶の獲得時に活性化した神経細胞群が記憶の想起の際に再び活性化していることが報告されている。これは、それぞれの脳領域の局所ネットワークは、記憶のプロセスを通して比較的安定していることを示唆している。このように、脳領域間ネットワークと局所ネットワークのレベルでは、それらのダイナミクスが大きく異ることが示唆されている。しかし、これらの異なるダイナミクスのネットワークがどのように組み合わされることで、記憶機能が支えられているのかは不明である。この点を検討するため、前年度までに自由に行動しているラットの脳の３つの領域から同時に、大規模電気生理学記録を行う手法を確立し、記憶の獲得にともない脳領域横断的な同期活動が生じるようなることを明らかにし、これらの同期活動に脳波上の速いオシレーションが関与していることを示唆する結果を得ていた。速い脳波オシレーションは細胞集団の一過的な同期発火をともなうことから、シナプスの可塑的な変化を誘導するのに適した活動パターンであると考えられている。そこで本年度は、速い脳波オシレーションが脳領域横断的なネットワークの変化を駆動している可能性を検討することを目指し、脳波オシレーションのリアルタイム検出アルゴリズムの構築・改良を行った。さらに、既に記録されたデータを用いてアルゴリズムの検証を行い、実用に耐えるレベルの検出精度を達成できることを確認した。