Unravelling the mechanism for generation of the knowledge structure based on the neural decoding
| Project/Area Number |
20H03554
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
|
|---|
| Research Institution | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
野本 真順 富山大学, 学術研究部医学系, 助教 (20636253)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
|
|---|
| Keywords | スキーマ / 意味記憶 / オペラント条件付け学習 / カルシウムイメージング / ヒューリスティック / 知識 / 報酬学習 / ヒューリスティクス / アイドリング脳 / 知識形成 / 転移学習 / 神経活動デコーディング / 学習・記憶 / 光遺伝学 / 記憶制御 / エピソード記憶 / 知識構造 / 思考デコーディング |
|---|
| Outline of Research at the Start |
脳は獲得した経験、すなわちエピソード記憶から意味や概念を抽出し、他の状況に応用可能な「知識」を創る優れた機能を有する。しかし、獲得した経験から知識がいつどのように発生し、利用されるのかそのメカニズムを示した研究はない。
本研究では、マウスの思考をデコーディング可能な新規行動実験系と最先端の神経活動計測・操作テクニックを起点に、「アイドリング時に記憶同士がリプレイを介して照合・統合されることで知識が生まれる」と仮説を立て、従来アプローチ不能であった経験から生じる知識の獲得機序を明らかにすることを目的とする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
思考デコーディングに基づく、知識獲得の神経機序の解明を目的として、研究を進めた。
その過程の中で、mPFCのスキーマ学習課題時の脳活動は睡眠中には再生（リプレイ）および相互作用しているという明確な結果は得られなかったものの、mPFCのニューロン活動は学習時とは別に、ノンレム睡眠とレム睡眠で活動する細胞集団は完全に異なる亜集団に分かれており、一週間以上安定していることを発見した（TOYAMA MEDICAL JOURNAL（富山大学医学会誌）第33巻1号 2023）。
更に深く解析を進めた結果、教師なし学習で大規模データから「シークエンス神経活動」の神経活動表現を抽出するアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムにより検出されたシークエンス神経活動の行動デコーディングを起点として、スキーマ課題において、課題のルールはmPFCの複数のシークエンス神経活動により戦略的行動や報酬への反応・予測を表す要素（知識）に分解されること、対応するルール学習要素は課題の習熟度が上がるにつれて、ロバストなシークエンス神経活動によって、より鮮明に表現されることを発見した（論文投稿準備中）。
|
| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(3 results)
Research Products
(21 results)
-
-
-
-
-
[Journal Article] Food odor perception promotes systemic lipid utilization2022
Author(s)
Tsuneki Hiroshi, Sugiyama Masanori, Ito Toshihiro, Sato Kiyofumi, Matsuda Hiroki, Onishi Kengo, Yubune Koharu, Matsuoka Yukina, Nagai Sanaka, Yamagishi Towa, Maeda Takahiro, Honda Kosuke, Okekawa Akira, Watanabe Shiro, Yaku Keisuke, et al.
-
Journal Title
Nature Metabolism
Volume: 4
Issue: 11
Pages: 1514-1531
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Dual roles of idling moments for past and future memories.2022
Author(s)
Ghandour K., Haga T., Ohkawa N., Fung C., Nomoto M., Sato M, Fukai T. and Inokuchi K.
Organizer
Cellular Society 2022 Symposium, 2022. 11. 11, San Diego, CA, USA.
Related Report
Int'l Joint Research
-
[Presentation] Orbitofrontal Cortex Governs Wise Decisions Throughout Idling States.2022
Author(s)
Fayed M., Ghandour K., Murayama E., Okubo-Suzuki R., Abdou K., Nomoto M., Inokuchi K.
Organizer
Cellular Society 2022 Symposium, 2022. 11. 11, San Diego, CA, USA.
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
