平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 京都大学
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 高次脳機能
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00206
 
6.研究プロジェクト名 記憶情報処理を担う動的神経回路の解明

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
櫻井 芳雄 サクライ ヨシオ 大学院文学研究科 教授

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
蔵田 潔 クラタ キヨシ 弘前大学 医学部 教授
山森 哲雄 ヤマモリ テツオ 岡崎国立共同研究機構 基礎生物学研究所 教授

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
井上 雅仁 イノウエ マサト 京都大学 霊長類研究所 リサーチアソシエイト
脇田 真清 ワキタ マスミ 京都大学 霊長類研究所 助手
木津川 尚史 キツカワ タカシ 岡崎国立共同研究機構 基礎生物学研究所 助手

10.研究成果の概要

1.異なる刺激情報をコードする複数の記憶課題をラットが行う際、海馬体と新皮質において、互いに重複したニューロンから成る動的な神経回路(セル・アセンブリ)が課題の種類をコードしていることがわかった。また、刺激情報に関する課題をコードするセル・アセンブリが、時間情報に関する課題をコードするセル・アセンブリを内包していることもわかった。
2.時間情報を短期間保持する際に働くセル・アセンブリを明らかにするため、サル用の提示時間見本合わせ課題を開発し訓練に成功した。さらに特殊電極を開発し、その課題遂行中のマルチ(多数)ニューロン活動を前頭連合野から多数記録した。
3.マルチニューロン間の相互作用を正確に解析するため、独立成分分析に基づく新しい解析法を開発し、そのためのシステムとソフトウエアを作成した。
4.運動と視覚刺激を関連させる記憶課題(プリズム適応)を行っているサルの運動関連領野間の相互作用について、一時的機能ブロック法より解析し、領野内の役割分担を明らかにした。またプリズム適応を学習する際、運動前野腹側部内において、ニューロン群間の結合が短時間で変化することがわかった。
5.同じ刺激の意味が異なる2つの記憶課題をラットが行う際、新皮質において、最初期遺伝子c-Fosの発現が課題依存的かつ領野依存的に変化し、広範なニューロン群がそれぞれ活動していることがわかった。また、興奮性のニューロン群だけが課題依存的に変化することもわかった。
6.課題中に活動しているニューロン群だけでなく、それらによる回路網全体を見るため、c-Fosを発現しているニューロンの軸索および樹状突起が可視化されるようなトランスジェニック・マウスを作成した。
以上の成果から、記憶情報処理に応じて機能的な神経回路がダイナミックに変化することが確実となった。つまり動的な神経回路が記憶情報処理を担っていることがわかった。

11.キーワード

(1)記憶、(2)神経回路、(3)セルアセンブリ
(4)海馬、(5)新皮質、(6)遺伝子発現

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Sakurai, Y. Hippocampal and neocortical cell assemblies ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Neuroscience 16 1996 2807-2814

著者名 論文標題
Sakurai, Y. Population coding by cell assemblies ...
雑誌名 発行年 ページ
Neuroscience Research 26 1996 1-16

著者名 論文標題
櫻井芳雄 ニューロン集団の相関活動をみる
雑誌名 発行年 ページ
科学 66 1996 784-792

著者名 論文標題
櫻井芳雄 海馬の可塑性と記憶
雑誌名 発行年 ページ
医学のあゆみ 177 1996 440-441

著者名 論文標題
Sakurai, Y. Is cell-assembly coding a general principle ...
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of the 2nd RIEC International Symposium   1997 67-72

著者名 論文標題
櫻井芳雄 記憶情報処理とダイナミックな神経回路
雑誌名 発行年 ページ
電子情報通信学会技術研究報告 96 1997 319-326

著者名 論文標題
櫻井芳雄 記憶情報処理と動的ニューロン回路
雑誌名 発行年 ページ
物性研究 68 1997 549-558

著者名 論文標題
櫻井芳雄 記憶情報処理と海馬体ニューロン活動
雑誌名 発行年 ページ
臨床科学 33 1997 1626-1635

著者名 論文標題
櫻井芳雄 脳神経科学の研究法-電気的活動記録法-
雑誌名 発行年 ページ
新生理心理学   1997 62-65

著者名 論文標題
櫻井芳雄 スパイク相関解析法
雑誌名 発行年 ページ
医学のあゆみ 184 1998 607-612

著者名 論文標題
Sakurai, Y. Cell-assembly coding for several information ....
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of the 3rd Riken-Tamagawa ...   1998 19

著者名 論文標題
Sakurai, Y. The search for cell assemblies in the working ...
雑誌名 発行年 ページ
Behavioural Brain Research 91 1998 1-13

著者名 論文標題
Sakurai, Y. Cell-assembly coding in several memory processes.
雑誌名 発行年 ページ
Neurobiology of Learning and Memory 70 1998 212-225

著者名 論文標題
櫻井芳雄 多数ニューロン活動の同時記録法.
雑誌名 発行年 ページ
脳の科学 20 1998 1233-1237

著者名 論文標題
櫻井芳雄 マルチニューロン活動の記録法
雑誌名 発行年 ページ
脳21 2 1999 77-84

著者名 論文標題
Sakurai, Y. How do cell assemblies encode information ...
雑誌名 発行年 ページ
Neuroscience and Biobehavioral Reviews 23 1999 785-796

著者名 論文標題
櫻井芳雄 ニューロンから心へ
雑誌名 発行年 ページ
Computer Today 95 2000 9-17

著者名 論文標題
Sakurai, Y. Elemental, configural, and sequential memory ...
雑誌名 発行年 ページ
Psychobiology 27 2000 486-490

著者名 論文標題
櫻井芳雄 記憶情報をコードする動的神経回路を探る
雑誌名 発行年 ページ
学術月報 53 2000 382-386

著者名 論文標題
櫻井芳雄 多細胞同時記録実験の必要性と方法
雑誌名 発行年 ページ
神経回路学会誌 7 2000 3-7

著者名 論文標題
櫻井芳雄 記憶情報をコードする動的な神経回路
雑誌名 発行年 ページ
脳の科学 22 2000 283-288

著者名 論文標題
櫻井芳雄 セル・アセンブリ仮説
雑誌名 発行年 ページ
脳の科学 23 2000 81-86

著者名 論文標題
Takahashi, S. Classification of neuronal activities from ...
雑誌名 発行年 ページ
Neurocomputing   2001 In press

著者名 論文標題
蔵田潔 運動前野に関する新しい知見
雑誌名 発行年 ページ
臨床脳波 38 1996 158-161

著者名 論文標題
蔵田潔 運動の企画と発現
雑誌名 発行年 ページ
臨床科学 32 1996 1611-1615

著者名 論文標題
蔵田潔 運動制御の情報処理機構
雑誌名 発行年 ページ
運動制御と運動学習   1997 3-22

著者名 論文標題
Wang, Y. Quantitative analyses of thalamic and cortical ...
雑誌名 発行年 ページ
Brain Research 781 1998 59-67

著者名 論文標題
蔵田潔 運動前野背側部と運動準備活動
雑誌名 発行年 ページ
神経研究の進歩 42 1998 59-67

著者名 論文標題
Kurata, K. Reacquisition deficits in prism adaptation after ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Neurophysiology 81 1999 1927-1938

著者名 論文標題
Kurata, K. Sensorimotor transformations in the dorsal ...
雑誌名 発行年 ページ
Hirosaki Medical Journal 5.51 1999 75-80

著者名 論文標題
蔵田潔 大脳における運動制御機構
雑誌名 発行年 ページ
作業療法 18 1999 377-380

著者名 論文標題
Kurata, K. Activation of the dorsal premotor cortex and ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Neurophysiology 84 2000 1667-1672

著者名 論文標題
蔵田潔 大脳皮質の高次運動制御機構
雑誌名 発行年 ページ
神経研究の進歩 44 2000 922-928

著者名 論文標題
Yamamori, T. Immediately early gene expression.
雑誌名 発行年 ページ
Report of a workshop; Human Frontiers ...   1996 28-38

著者名 論文標題
Yano, R. Cerebellar long-term plasticity and gene expression
雑誌名 発行年 ページ
Proceding of the Uehara Memorial ...   1996 35-44

著者名 論文標題
山森哲雄 神経伝達物質の選択機構
雑誌名 発行年 ページ
神経精神薬理 200 1997 69-76

著者名 論文標題
Fujiwara, T. Interaction of HPC-1/syntaxin 1A with ...
雑誌名 発行年 ページ
Biochemical and Biophysical Research ... 231 1999 352-355

著者名 論文標題
Matsuzawa, M. Novel activities of midkine were examined on ...
雑誌名 発行年 ページ
Cellular and Molecular Neurobiology 19 1999 209-220

著者名 論文標題
Komine, Y. A novel type of non-coding RNA expressed ...
雑誌名 発行年 ページ
Molecular Brain Research 66 1999 1-13

著者名 論文標題
Onishi, A. Dichromatism in macaque monkeys
雑誌名 発行年 ページ
Nature 422 1999 140-141

著者名 論文標題
Karachot, L. Rapidly turned over protein maintains metabotropic ...
雑誌名 発行年 ページ
NeuroReport 11 2000 2903-2906

著者名 論文標題
Serizawa S. Mutually exclusive expression of odorant receptor ...
雑誌名 発行年 ページ
Nature Neuroscience 3 2000 687-693

著者名 論文標題
Liang, F. Differential expression of gamma-aminobutyric ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Comparative Neurology 416 2001 475-495

著者名 論文標題
Tochiani, S. occl is preferentially expressed in the primary ...
雑誌名 発行年 ページ
European Journal of Neuroscience 13 2001 297-307

著者名 論文標題
Watakabe, A. GDF7, a BMP/TGF beta family member, is ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Neurochemistry 76 2001 1455-1464

著者名 論文標題
Liang, F. Differential expression of gamma-aminobutyric ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Comparative Neurology   2001 In press

著者名 論文標題
Karachot, L. Induction of long-term depression in cerebellar ...
雑誌名 発行年 ページ
Journal of Neurophysiology   2001 In press

著者名 論文標題
Vigot, R. Synaptic LTD in vivo recorded on the rat ...
雑誌名 発行年 ページ
Archives of Italian Biology   2001 In press

著者名 論文標題
Watakabe A. Similarity and variation in gene expression ...
雑誌名 発行年 ページ
Molecular Brain Research   2001 In press

著者名 論文標題
Mikami, A. Memory of object identity
雑誌名 発行年 ページ
Brain Processes and Memory   1996 369-376

著者名 論文標題
三上章允 サル脳のおける物体の認知
雑誌名 発行年 ページ
生物物理 211 1997 116-120

著者名 論文標題
Mikami, A. Neural representation of visual object in ...
雑誌名 発行年 ページ
Proceedings of the 2nd RIEC International Symposium   1997 107-112

著者名 論文標題
Koyama, T. Nociceptive neurons in the macaque anterior ...
雑誌名 発行年 ページ
NeuroReport 9 1998 2663-2667

[図書]
著者名 出版者
Sakurai, Y. Elsevier
書名 発行年 総ページ数
Brain Processes and Memory 1996 414

著者名 出版者
Sakurai, Y. Elsevier
書名 発行年 総ページ数
The Hippocampus: Functions and Clinical Relevance 1996 474

著者名 出版者
櫻井芳雄 朝倉書店
書名 発行年 総ページ数
脳と計算論 1997 303

著者名 出版者
櫻井芳雄 岩波書店
書名 発行年 総ページ数
ニューロンから心をさぐる 1998 119

著者名 出版者
櫻井芳雄 ブレーン出版
書名 発行年 総ページ数
大脳辺縁系 2000 143

著者名 出版者
櫻井芳雄 京都大学出版会
書名 発行年 総ページ数
脳とワーキングメモリー 2000 341

著者名 出版者
櫻井芳雄 朝倉書店
書名 発行年 総ページ数
脳の情報表現 2001  

著者名 出版者
Sakurai, Y. Springer
書名 発行年 総ページ数
Neuronal Ensembles 2001 In press

著者名 出版者
Yamamori, T. Elsevier
書名 発行年 総ページ数
Chemical Factors in Neural Growth ... 1996 414

著者名 出版者
山森哲雄 三輪書店
書名 発行年 総ページ数
脳神経科学 2001 印刷中

著者名 出版者
三上章允 朝倉書店
書名 発行年 総ページ数
脳と計算論 1997 303

著者名 出版者
Mikami, A. Hawood Academic Pub.
書名 発行年 総ページ数
The association cortices: structure and function. 1997 317


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