認知・記憶研究部門

部門長・准教授 大川 宜昭
講師 有銘 預世布
参事 斎藤 喜人
技術員 石河 三貴子
技術員 鈴木 佐知子
研究支援者 上吉原 千賀子

概要

認知・記憶研究部門では、記憶の科学的かつ本質的な理解と、統合失調症において最も改善が難しいとされる認知機能障害に関与する神経回路の同定を目標としています。

活動および研究内容

我々はこれまでに、マウスを使って学習時に活動し記憶を蓄えた細胞(記憶痕跡細胞)を標識したり(下図のマゼンタ色と緑色の神経細胞)、レーザー光を使って操作できる技術を駆使することで、マウスに人工連合記憶を植え付けることに成功するなど、記憶の質的な変化を導く細胞集団メカニズムの理解に取り組んできました。また最近では、蛍光を利用したマウスの脳内イメージング技術を使い、一つ一つの細胞活動を同時に数百個の神経細胞から計測することで、日々のエピソードの経験の記憶情報が、経験中に脳内で表現される様子や、その後の睡眠中に脳内に定着する様子を観察することに成功しました。
さらに、統合失調症の患者さんに近い症状を示すモデルマウスを作成し、ヒトの投薬治療と同じ状況を再現することで、さらなる認知機能の改善にどの神経回路が重要なのかを見出すための研究を進めています。
今後は認知情報がどのように脳の中で処理されることによって、記憶が正しく形成されたり健やかな精神状態が維持できるかを理解する研究を進めることで、得られる知見から認知症の早期診断法や精神疾患の治療法の思索に貢献できることを希望しています。

研究手法と研究結果の例

遺伝子改変マウスを利用することで、恐怖の記憶と新しい場所の記憶を獲得した記憶痕跡細胞が、それぞれマゼンタ色と緑色で示されています。脳内イメージング法で記憶痕跡細胞(Engram)とそれ以外の細胞(Non-engram)の活動を調べることで、記憶痕跡細胞に特徴的な活動パターンを理解することができます。また、レーザー光を使った神経細胞の人為的活動制御法を使うことで、特定の神経細胞集団と行動との関連を調べています。

マウスを使いエピソードの経験の記憶の形成に重要な脳領域である海馬の神経細胞集団活動を観察したところ、新奇エピソード経験時に出現した複数の記憶痕跡亜集団パターンの約40パーセントは、
エピソード経験後の睡眠から記憶想起時にかけて高確率で再出現することが分かりました。この睡眠時の再活動が記憶を定着している過程であり、そして脳が記憶を思い出している様子であると考えられます。

担当教科

医学部
第1学年 行動の科学
第2学年 消化・呼吸と栄養の科学
生化学実習(遺伝子多型解析)