領野間・層間情報流の解析による前頭葉の予測・意思決定神経回路機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Elucidation of neural computation for prediction and decision making: toward better human understanding and applications |
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| Project/Area Number |
26120703
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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 | Tohoku University |
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Principal Investigator |
坂本 一寛 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80261569)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥9,750,000 (Direct Cost: ¥7,500,000、Indirect Cost: ¥2,250,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | サル / 運動前野 / 前頭前野 / 局所電場電位 / 周波数―時間解析 / 前頭葉 / 形操作課題 / 多重電極 / 電流源密度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、領野間・層間情報流の解析による前頭葉の予測と意思決定の神経回路機構の解明を目指す。この目的を達成するために、予測と意思決定を要求する行動課題である形操作課題と呼ばれる課題遂行中のサル外側前頭前野と背側運動前野から、多数の記録点が正確な間隔（200μm）で配置された電極（以下、多重電極）を用い、大脳皮質各層から神経活動を同時測定し、局所神経回路内の情報の流れを検討する。
平成27年度は、①背側運動前野から記録されたLFPの周波数成分の特徴的な時間変化の解析、②背側運動前野および外側前頭前野の特徴的変化と行動課題との関連性の解明、③新規・内視鏡型脳活動イメージングシステムの立ち上げを行った。
背側運動前野は、外側前頭前野とは全く異なるLFPの周波数－時間特性を示した。具体的には、課題開始時から意思決定可能な時期まで、ゆっくりした周波数（γ→β→θ帯域へ）の低下が見られた（①）。特に、試行開始直後のγ→β変化では、γ帯域が課題遂行の認知的側面に関連する状態から運動遂行に関連する状態へ変化する様（機能的シフト）や、運動遂行に関連する周波数成分がγ帯域からβ帯域への変化する様（周波数シフト）が特徴的な所見として見られた（②）。一方、外側前頭前野で特徴的な課題開始時のα→θ→δという周波数変化は、前の試行の正誤等の履歴と関連があった。また、意思決定可能な時期のθ、δ成分は、操作すべき形の形状、どのような操作をしようと考えているか、左右どちらの手を先に用いようとしているか等と相関があった。③については、内因性脳活動信号（フラビンタンパクイメージング）を覚醒ザル前頭葉第一次運動野において記録することに成功した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27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
(18 results)
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[Presentation] サル前頭前野電流源パタンの評価2014
Author(s)
坂本一寛, 川口典彦, 八木耕平, 片山統裕, 田中徹, 虫明元
Organizer
第53回日本生体医工学会大会
Place of Presentation
仙台・日本
Year and Date
2014-06-24 – 2014-06-26
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