ショウジョウバエ嗅覚記憶を形成する新奇神経ネットワークの単一細胞レベルでの解析

記憶の形成メカニズムを調べるためにショウジョウバエを用い、記憶を司る神経の機能解析を行った。ショウジョウバエでは嗅覚三次神経から成るキノコ体と呼ばれる器官が嗅覚記憶の中枢とされてきた。近年、このキノコ体から情報を受けるキノコ体出力神経が網羅的に同定され、その機能が少しずつ解明されることで嗅覚記憶の形成過程が少しずつ解明されてきていた。このうち嗅覚嫌悪記憶に関わることが想定されるキノコ体出力神経の1つであるMBON-γ1pedc神経に関して詳細な解析を行ったところ短期記憶形成に関わるという新奇の機能が昨年度までの当研究によって示されていた。この神経の記憶形成への関与を詳細に調べた結果、嫌悪記憶形成を司るドーパミン作動性神経と相反するように、つまり嫌悪記憶の形成を阻害するようにMBON-γ1pedc神経が機能することが明らかになった。具体的にはMBON-γ1pedc神経の出力を阻害すると、そのタイミングで提示された匂いに対して嫌悪記憶が形成されることが分かった。このことは生物が周囲の情報を取捨選択し適切な刺激強度に対して嫌悪記憶を形成するように閾値が設定されており、その閾値以下の場合には記憶が形成されることを防ぐような積極的な機構が備わっていることを示唆している。また、行動実験の結果を解析するとドーパミン作動性神経はMBON-γ1pedc神経よりも優位であり、MBON-γ1pedcの下流に存在していると推測された。また嫌悪記憶に関与する複数のドーパミン作動性神経のうち、どのドーパミン作動性神経が関わっているか調べたところ、複数種類のドーパミン作動性神経が協調的に機能し、関与していることが示唆された。以上から、弱い刺激に対して記憶が形成されないように積極的に記憶形成を阻害するようなシステムが生物には存在することが本研究によって示唆された。

記憶の形成メカニズムを調べるためにショウジョウバエを用い、記憶を司る神経の機能解析を行った。ショウジョウバエでは嗅覚三次神経から成るキノコ体と呼ばれる器官が嗅覚記憶の中枢とされてきた。近年、このキノコ体から情報を受けるキノコ体出力神経が網羅的に同定され、その機能が少しずつ解明されることで嗅覚記憶の形成過程が少しずつ解明されてきていた。このうち嗅覚嫌悪記憶に関わることが想定されるキノコ体出力神経の1つであるMBON-γ1pedc神経に関して詳細な解析を行ったところ短期記憶形成に関わるという新奇の機能が昨年度までの当研究によって示されていた。この神経の記憶形成への関与を詳細に調べた結果、嫌悪記憶形成を司るドーパミン作動性神経と相反するように、つまり嫌悪記憶の形成を阻害するようにMBON-γ1pedc神経が機能することが明らかになった。具体的にはMBON-γ1pedc神経の出力を阻害すると、そのタイミングで提示された匂いに対して嫌悪記憶が形成されることが分かった。このことは生物が周囲の情報を取捨選択し適切な刺激強度に対して嫌悪記憶を形成するように閾値が設定されており、その閾値以下の場合には記憶が形成されることを防ぐような積極的な機構が備わっていることを示唆している。また、行動実験の結果を解析するとドーパミン作動性神経はMBON-γ1pedc神経よりも優位であり、MBON-γ1pedcの下流に存在していると推測された。また嫌悪記憶に関与する複数のドーパミン作動性神経のうち、どのドーパミン作動性神経が関わっているか調べたところ、複数種類のドーパミン作動性神経が協調的に機能し、関与していることが示唆された。以上から、弱い刺激に対して記憶が形成されないように積極的に記憶形成を阻害するようなシステムが生物には存在することが本研究によって示唆された。