【研究分野】神経生理学・神経科学一般

【研究領域課題番号】26221001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シナプス / 学習・記憶 / ドーパミン / 大脳皮質 / 大脳基底核 / グルタミン酸 / 蛋白質合成 / 条件学習 / 精神症状 / D2受容体 / 記憶 / 光刺激 / 光プローブ / ２光子顕微鏡 / 蛍光プローブ / スパイン / カルシウム / 樹状突起スパイン / 学習

【研究成果の概要】

我々は強化増大した樹状突起スパインシナプスを特異的に標識するASプローブを構築し、運動学習が増強・新生スパインに依存することを操作的に証明し(Nature 2015)、ケタミンの抗うつ作用に前頭葉のスパイン新生が関与することを明らかにした(Science 2019)。同様な標識手法が軸索にも応用可能であり、増強スパインに入力するシナプス終末であることがわかってきた（未発表）。条件学習のドーパミン過程についてシナプスレべルではD1細胞のスパインが増強すること(Science 2014)、また、弁別学習の際にはD2細胞のスパインが増強し、それが弁別学習に関与することを明らかにしつつある(未発表)。

【研究の社会的意義】

心を育む脳の働きは神経回路の電気化学的活動で起きると信じられている。しかし、学習するときには、これに加えて神経を繋ぐシナプスが運動することを我々は見出し、これが運動学習、うつ症状など個体レベルで使われていることを証明した(Nature 2015, Science 2019)。また、条件付け学習の際には、脳内報酬信号であるドーパミンは適切なタイミングで神経から放出されれば記憶を強く促す作用があることを明らかにした(Science 2014)。この個性的に運動する脳の描像は我々の個性や病気を理解する新しい鍵となるであろう。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31

【配分額】195,000千円 (直接経費: 150,000千円、間接経費: 45,000千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】25291074 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

モノアラガイ / 味覚嫌悪学習 / インスリン / 飢餓 / 満腹 / 長期記憶 / 学習 / 記憶 / グルコース / 学習記憶

【研究成果の概要】

モノアラガイは味覚嫌悪学習を施すとインスリン様ぺプチド遺伝子の転写発現が亢進していることが、われわれの先行研究からすでにわかっていた。そこで、単離したモノアラガイの脳に、インスリン様ぺプチドを投与したところ、味覚嫌悪学習の基盤となる神経シナプスにおいて「長期増強」が観察された。さらにはモノアラガイ個体においても、脳内インスリン濃度が学習成績を決めていることが明らかとなった。そして最終的には、栄養状態と学習成績との関係を見出すことができた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】24657055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

学習 / 記憶 / 環状アデノシン一リン酸 / cAMP / 単一細胞 / 学習記憶 / モノアラガイ

【研究成果の概要】

学習時にシナプス前細胞内でcAMP濃度が上昇するものと仮定されている。しかし、実際にcAMP濃度が上昇するのかは、これまでわかっていないかったで、モノアラガイ単一神経細胞を用いて検証することを目的とした。測定方法としては、cAMPセンサータンパク質によるイメージング法ならびにcAMPの抗体による超高感度ELISA法を用いた。イメージング法は残念ながら成功しなかった。一方、ELISA法については細胞内のcAMP濃度は10^-18 mol/cellくらいが定量できれば十分なはずであることがわかり、実際に今回のチャンピオンデータとしては、単一ニューロンでのcAMPは可能であることがわかった。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)