環境と恐怖の連合学習を担う神経回路網の解明

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申請研究では、記憶形成に関わる海馬と内側前頭前皮質(medial prefrontal cortex;mPFC)のシナプス伝達を調べることを目的としている。in vivoマルチユニット記録法とin vivoパッチクランプ記録法を組み合わせた同時記録技術を用いて、海馬ニューロン群の同期発火時のmPFCニューロンの膜電位変動を調べた。複数の海馬ニューロンの同期発火がmPFCニューロンの膜電位変動にどのような影響を与えうるかを調べると、同期発火する海馬ニューロンの数が多くなるにつれ、mPFCニューロンの膜電位変動量が増加する傾向が見られた。この結果は、複数の海馬ニューロンの同期発火の大きさは、mPFCニューロンの膜電位変動量に反映されることを示唆する。次に同期発火する海馬ニューロンの組み合わせ(同期発火パターン)とmPFCニューロンの膜電位変動量の関係を調べた。線形回帰分析により、海馬ニューロンの同期発火パターンからmPFCニューロンの膜電位変動量を予測できるかどうか、その可能性を調べると、一部のmPFCニューロンにおいて統計学的な有意差をもって膜電位変動量の予測に成功した。このことから、海馬ニューロンの同期発火パターンとmPFCニューロンの膜電位変動量には関連があることが示唆された。さらに、空間情報の処理を担うと考えられている海馬場所細胞が同期発火した時と非場所細胞が同期発火した時とでmPFCニューロンの膜電位変動様式が異なるかどうかを調べると、場所細胞が同期発火した時に、mPFCニューロンの膜電位が脱分極する傾向にあることが見出された。このことから、空間情報の処理を担う複数の場所細胞の同期発火は、mPFCニューロンの膜電位変動に反映されやすいことが示唆された。これは、海馬がmPFCに伝達する全ての情報は均一に伝達されるのではなく、一部の情報が選択的に伝達されることを示唆する。