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意識と無意識状態における脳内の情報伝播

Research Project

Project/Area Number 15F15048
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Perceptual information processing
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 宏知  東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90361518)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KAUNITZ LISANDRO  東京大学, 先端科学技術研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-10-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords脳 / 電極 / 聴覚野 / 視床 / 意識 / 聴覚 / 誘発電位 / 電気計測 / 行動実験 / 新皮質 / 微小電極アレイ / 神経活動
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,視床・聴覚野を同時計測し,意識的な知覚に関わる神経活動の特徴を調べることを目的とした.当初の計画では,聴知覚を報告できるように,ラットにレバー操作を学習させ,意識にのぼった刺激と意識にのぼらなかった刺激に対する視床・聴覚野の神経活動を調べようと考えた.実際に,ラットが聴知覚を報告できるような行動実験系は構築できたが,視床・聴覚野を同時計測しながらの行動実験は,技術的な問題から実現できなかった.そこで,迷走神経刺激 (VNS) による視床・聴覚野の神経活動の変化を調べることにした.なお,VNSは,セロトニン系やノルアドレナリン系を賦活し,覚醒作用を含む広範な調整作用を及ぼすと考えられている.生理実験では,大脳皮質の平面方向と深さ方向の神経活動に加え,皮質と視床を同時計測した.視床の聴覚中枢の内側膝状体は,一次聴覚野から脳表に対して垂直に5 mm刺入すればアクセスできる.刺入型電極に加え,脳表の神経活動を計測する表面電極アレイの基板上に穴を設け,刺入型電極アレイを通すことで,聴覚野の3次元的な計測と聴覚野・視床の同時計測を実現した.VNSの刺激では,パルス幅が130 µs,電流値が0.5 mAの,2相性の電流パルスとした.この電流パルスを,5分ごとに,10 Hzの頻度で300回,すなわち30秒間提示して,迷走神経を刺激した.VNS中の音刺激は,5分間の休止時間に提示した.麻酔下のラットに対して,聴覚野・視床における音に対する反応をVNS作動中と非作動中とで比較した.その結果,皮質表層 (1~3層) での誘発反応は亢進したが,皮質深層 (5/6層)や視床ではVNSの効果は認められなかった.このような層特異的な反応は,VNSによる音の識別・検出機能の向上に関わると考えられる.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] モナシュ大学(オーストラリア)

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  • [Journal Article] Vagus Nerve Stimulation Increases Multi-unit Activity in Superficial Layers of Rat Auditory Cortex2017

    • Author(s)
      Lisandro Kaunitz, Tomoyo I. Shiramatsu, Rie Hitsuyu, Kenji Ibayashi, Kensuke Kawai, Hirokazu Takahashi
    • Journal Title

      平成29年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      Volume: なし Pages: 185-190

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    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Optokinetic nystagmus reflects perceptual directions in the onset binocular rivalry in Parkinson's disease2017

    • Author(s)
      Fujiwara M., Ding C, Kaunitz L, Stout J, Thyagarajan D, Tsuchiya N
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: e0173707-e0173707

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0173707

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Large capacity of conscious access for incidental memories in natural scenes2016

    • Author(s)
      Kaunitz L., Rowe E., Tsuchiya N
    • Journal Title

      Psychological Science

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 1266-1277

    • DOI

      10.18637/jss.v067.i01

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Late EEG responses are absent for conscious but task-irrelevant stimuli2016

    • Author(s)
      Navajas, J., and Kaunitz L
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 36 Issue: 1 Pages: 4-6

    • DOI

      10.1523/jneurosci.3645-15.2016

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Large capacity of conscious access for incidental memories in natural scenes2016

    • Author(s)
      Kaunitz L., Rowe E., Tsuchiya N
    • Organizer
      Proceedings of Life Engineering Symposium
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2016-11-04
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] The speed of Metacognition2016

    • Author(s)
      Kaunitz L., Cohen D., Koenig-Robert R., Tsuchiya N
    • Organizer
      The Japanese Neuroscience Society
    • Place of Presentation
      横浜,神奈川
    • Year and Date
      2016-07-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] The speed of Metacognition2016

    • Author(s)
      Kaunitz L., Cohen D., Koenig-Robert R., Tsuchiya N
    • Organizer
      Association for the Scientific studies of Consciousness
    • Place of Presentation
      Buenos Aires, Argentina
    • Year and Date
      2016-06-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The speed of Metacognition2016

    • Author(s)
      Kaunitz L, Cohen D, Koenig R, Tsuchiya N
    • Organizer
      Association for the scientific studies on consciousness
    • Place of Presentation
      Buenos Aires, アルゼンチン
    • Year and Date
      2016-06-15
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Book] 続 メカ屋のための脳科学入門 : 記憶・学習/意識編2017

    • Author(s)
      高橋 宏知
    • Total Pages
      217
    • Publisher
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      9784526077258
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  • [Remarks] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/~takahashi/

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://www.brain.imi.i.u-tokyo.ac.jp/~takahashi/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究代表者の個人ホームページ

    • URL

      http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/~takahashi/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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