2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Non-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature |
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| Project/Area Number |
15H05876
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森田 賢治 東京大学, 大学院教育学研究科(教育学部), 准教授 (60446531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郡 宏 お茶の水女子大学, 基幹研究院, 准教授 (80435974)
藤澤 茂義 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (20589395)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 階層性 / 同期現象 / 神経回路 / 数理モデル / 生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）大脳皮質・基底核の階層的神経回路の動作と認知・学習・情動機構の探求（担当：森田）、（２）階層内・階層間同期ダイナミクスの数理モデル（担当：郡）、（３）階層性ネットワークの電気生理学的検証（担当：藤澤）という三つの研究項目について、以下のような進捗が得られた。（１）については、これまで考えてきた減衰（忘却）を考慮した大脳皮質-基底核-ドーパミン系のモデルを拡張してドーパミンとエフォートの関係についての実験結果がいかに説明できるかを調べ、行動の反応時間についての実験結果が、ドーパミン系の阻害・減弱による二次的影響としてドーパミン細胞への報酬を表す入力のゲインの増加が起こることを仮定することによって説明し得ることなどの進捗を得た。（２）については、振動数が大きく異なる振動子集団のダイナミクスについて調べた。その結果、1:1同期のみでなく1:2同期などのm:n同期を引き起こす相互作用を持つ系では、振動数が大きく異なる振動子間に相関が生じることがわかった。この系を記述する位相方程式は摂動論的に導出することができ、その位相方程式を解析することによって相関の生まれるメカニズムについて検証した。（３）については、 ラットの前頭前皮質および海馬のネットワークにおいて、組み合わせ弁別課題行動中において神経細胞の活動を電気生理学実験により記録した。その結果、海馬に音や匂いなどの情報に対して選択的に活動するイベント細胞を発見した。また、これらのイベント細胞は、シータ波の位相によって過去・現在・将来の出来事の順序を圧縮して表現していることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
（１）・（２）・（３）とも、概ね研究計画どおりに進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）については、大脳皮質-基底核-ドーパミン系のモデルを、新たな実験知見も検討するなどして更新・精緻化していく。また、実験課題での行動（選択）結果の数理モデルを用いた解析なども推進していく。（２）については、大きく固有振動数の異る振動子集団の秩序化と情報流に関する理論研究を引き続き進める必要がある。また、実験研究とより密接に絡めていくために、領域内の共同研究を推進する。（３）については、今後海馬と前頭前皮質のネットワークにおいてどのような同期の階層構造があるかを明らかにしていく。また、実験研究と理論研究とより密接に絡めていくために、領域内の共同研究を推進する。
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