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Neural regulatory mechanism of memory formation and erasure during sleep

睡眠过程中记忆形成和消除的神经调节机制

基本信息

批准号：
18KK0223
负责人：
山中章弘
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-09 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

メラニン凝集ホルモン(MCH)神経の生理的役割解明のために、光で神経活動を操作可能にする光遺伝学を適用可能な遺伝子改変マウスを独自に作出した。このマウスを用いて、MCH神経を光で活性化させたところ、レム睡眠時間が約3倍に増加することを見いだした。MCH神経を時期特異的に脱落可能な遺伝子改変マウスを作成し、睡眠覚醒調節への影響を解析した。しかし、これらのマウスでは期待されたレム睡眠時間の減少は認められなかった。このことは、MCH神経は、レム睡眠の開始などには必須ではなく、レム睡眠時に別の生理機能を担っている可能性を示唆していた。組織化学的解析からMCH神経が記憶に重要な海馬に密に投射していることを見いだしたため、レム睡眠時の記憶制御に関わっている可能性が考えられた。そこで、新奇物体認識試験や、水迷路を用いてMCH神経脱落マウスの認識記憶や空間学習記憶を評価したところ、MCH神経脱落マウスの記憶と保持が対照群マウスと比べていずれの試験においても有意に向上していることを見いだした。脱落とは逆に光遺伝学や、薬理遺伝学を用いてMCH神経を活性化すると、記憶が抑制・消失された。このことは、MCH神経活動が記憶抑制・消去に働いていることを示している。そこで、MCH神経の活動についてSRIの共同研究者であるKilduff博士と超小型内視鏡を用いて記録し、解析したところ、MCH神経には覚醒時に活動するタイプ、レム睡眠時に活動するタイプ、覚醒時とレム睡眠時の両方で活動する3タイプが認められた。光遺伝学を用いて、脳状態依存的なMCH神経活動の抑制を行ったところ、レム睡眠時に抑制した時だけに記憶が向上した。これらの結果はレム睡眠時に活動するMCH神経が記憶消去に関わっていることを示している（Izawa et al., Science 2019）。

The physiological function of the brain is explained by the light and the operation of the brain is possible by the light and the application of the light and the change of the brain is possible by itself. The activity of MCH in the brain was increased by about 3 times. Analysis of the effects of MCH on sleep wake-up regulation I'm looking forward to a reduction in sleep time. The MCH brain is responsible for the initiation of sleep and the possibility of different physiological functions during sleep. Histochemical analysis of MCH brain is important for memory, hippocampus and hippocampus. MCH brain loss, cognitive memory, spatial learning, memory retention, etc. Decline is the reverse of light transmission, biological transmission, MCH activation, memory suppression and disappearance. MCH activity is inhibited and erased. Dr. Kilduff, a co-investigator of SRI, recorded, analyzed, and recorded MCH activity during wake-up, sleep, and sleep with an ultra-small endoscope. Light learning is used to inhibit MCH activity in a state dependent manner. The results showed that MCH brain activity was associated with memory erasure during sleep (Izawa et al., Science 2019）。