海馬CA3神経回路の動的抑制システムによる入力制御機構の解明

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海馬CA3神経回路においては、興奮性フィードバック回路によってエピソード記憶の関連要素が連合されていると考えられており、歯状回からの入力によってフィードバック回路の内部情報が書き換えられると予想される。本研究課題では、このCA3神経回路における情報処理の基盤メカニズムとして、異なる3種類の入力が樹状突起上でどのように統合されるのか、またその情報処理がどのような可塑性を示すかを明らかにすることが目的であった。特に、その情報処理においては抑制性の入力が重要な働きをしていると仮説を立て、オプトジェネティクスを活用することでその課題を解決する計画であった。本年度の研究においては、特にCA3領域におけるシナプス可塑性に注目して研究を行い、時間的パターンで入力があった場合の神経回路の可塑的変化を解析した。しかし技術的な問題点や時間の不足により、この研究内容に関しては十分な成果を得ることはできなかった。一方で、本研究課題で必要となるオプトジェネティクス技術の開発においては意義のある成果をあげることができた。昨年度に引き続き多点並列光刺激システムの開発を行ったが、光強度の向上と各種ロドプシンに指摘な波長の選択も行うことができるようになり、神経細胞の光操作技術が大きく進歩した。また、光感受性が高く膜発現の良好な新規チャネルロドプシンの開発にも成功した。これらの技術開発により神経活動を時空間的パターンで自在に制御することが可能となり、今後の神経回路研究が大きく発展することが期待される。