Search for neural mechanisms underlying concept formation and meta-cognition in rodents
Publicly Offered Research
| Project Area | Studies of Language Evolution for Co-creative Human Communication |
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| Project/Area Number |
20H05020
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
櫻井 芳雄 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (60153962)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 概念形成 / メタ認知 / 神経回路 / セル・アセンブリ / ラット / 概念 / 神経細胞集団 / げっ歯類 / 言語 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、齧歯類における概念形成とメタ認知を同異概念と知覚モニタリングに焦点を当て検出し、それらの機能を担う脳内メカニズムを明らかにすることを目的とする。そして言語の進化と起源を認知神経科学的に解明することをめざす。
まず行動訓練と電気生理学により、同異弁別課題と知覚モニタリング課題遂行中のラットから神経細胞集団の活動を同時記録し、特異的な活動を示す神経細胞集団と脳領野、および脳領野間の相互作用を明らかにする。また光遺伝学により、それら神経細胞集団の機能的役割を因果的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は下記の大きな成果を得ることができた。
１．齧歯類のメタ認知を調べるため開発した知覚モニタリング課題（視覚刺激検出課題）を遂行中のラットの一次視覚野（V1）と後部頭頂皮質（PPC）からニューロン集団の活動を同時記録した。記録した多数のニューロンの活動を主成分分析（PCA）等の多様な方法で解析したところ、V1の視覚応答性細胞が活動してもラットは光刺激を見逃すことがあった。また、V１とPPCに存在する視覚非応答性細胞が神経細胞集団の活動状態の変動（state fluctuation）に関わっており、V1におけるそのような活動状態の変動と刺激提示のタイミングが、視覚的メタ認知に基づく意思決定にバイアスをかけることがわかった。つまり視覚的メタ認知には特定の脳部位（責任部位）や神経回路が関わっているのではなく、視覚皮質の異なる部位にまたがる感覚性および非感覚性のニューロン集団によるダイナミックな活動が関与していることがわかった。
２．意図共有の下位機能と考えられる観察学習を行っているラットの内側前頭前野を、他個体の学習行動を観察しているタイミングで電気刺激し撹乱すると、観察学習が阻害されることがわかった。このような阻害効果は、他個体の学習行動を観察しているタイミング以外で内側前頭前野を電気刺激したり、観察しているタイミングで海馬を電気刺激しても起こらなかった。これらの結果から、観察学習に内側前頭前野が選択的に関わっていることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(19 results)
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[Presentation] State representation of non-sensory neuron in the visual cortical area.2021
Author(s)
Osako, Y., Ohnuki, T., Tanisumi, Y., Shiotani, K., Manabe, H., Sakurai, Y. and Hirokawa, J.
Organizer
51st Society for Neuroscience Annual Meeting, Online (Chicago, 米国)
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