大脳皮質運動野の層構造依存的に符号化された運動記憶情報の長期安定性機構の解明

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本研究では学習によって形成される習熟運動が特定の神経細胞の神経活動として長期に安定に符号化されているかを検証してきた。その結果、習熟運動が時間経過に対し安定であること、さらにそのときの大脳皮質一次運動野 5a層の神経活動が安定であることを示唆する結果を得た。今年度はこれまでに得られた知見に関連した新たな知見を得るべく検証を進めた。具体的には習熟運動の学習に関連する分子メカニズムに関する検証を行った。また、習熟運動と大脳皮質一次運動野 5a層の神経活動の関係を細胞選択的な抑制・破壊実験を用いて検証した。習熟運動の学習に関連する分子メカニズムに関する検証として記憶・学習に重要な要素の一つであることが示唆されているNMDA受容体に着目した検証を行った。マウスが自発レバー引き運動課題を学習する訓練期間にNMDA受容体特異的な阻害薬を投与した結果、課題の学習が阻害された。このことから、習熟した運動を学習する分子メカニズムの一つとしてNMDA受容体が関与していることが示唆される。習熟運動と大脳皮質一次運動野 5a層の神経集団活動の関係性を検証するために細胞選択的な抑制・破壊実験を導入した。大脳皮質5a層特異的にCre遺伝子を発現するマウスの運動野前肢領域にアデノ随伴ウイルスによってCre依存的に特定のタンパク質を発現させることによって、光遺伝学による神経活動抑制またはジフテリアトキシンによる細胞死を誘発させる。これらの細胞選択的な抑制・破壊実験によって、大脳皮質一次運動野5a層の神経活動を特異的に抑制・破壊した場合に習熟運動がどのような影響を受けるかについて検証を進めている。今後これらの検証をさらに進め、大脳皮質一次運動野 5a層の神経集団活動と習熟運動の長期安定性についての知見を深めて研究成果を報告するための準備を進める。