バーチャルリアリティーを用いた海馬の場所細胞の新しい機能の解析

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本研究は、海馬の場所細胞が空間中の状態遷移をコードしているという仮説を生物学的に検証することを目的としています。この目的を達成するために、仮想現実（VR）空間を用いた行動実験系と海馬のカルシウムイメージングによる神経活動計測を実施しました。今年度に実施した内容は、関連する論文の発表、VR実験系の構築、VR実験時のカルシウムイメージングによる脳活動の計測の成功、および解析方法の探求です。具体的には、テレポーテーションという現実には起こりえない現象をVRを用いてマウスの行動実験課題に組み込み、物理空間と状態空間を分離した新奇の行動実験系を構築しました。構築したVR行動課題中のマウスの海馬場所細胞の活動パターンを、脳内視鏡を用いた神経活動イメージングによって計測し、海馬の場所細胞の神経活動が本仮説を支持するかどうかを検証しました。今年度の発表論文では、マウスの大規模空間学習における探索戦略の違いを明らかにしました。この研究成果は、状態遷移をコードしていると考えられる場所細胞の発見に繋がる可能性があります。今後の研究展望としては、応募時の海馬でのsuccessor representation検証のためのVR実験を続けること、病理モデルマウスを用いた探索戦略の違いの検証や神経活動の計測による深堀り、および、VRを用いたより環境がコントロールされたBM実験系の構築に挑戦することが挙げられます。これらの研究を通じて、場所細胞が状態遷移をコードしているという仮説の生物学的検証が進められることが期待されます。