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2019 Fiscal Year Annual Research Report

動物モデルへの双方向性計測操作による発振現象の理解

Planned Research

Project AreaNon-linear Neuro-oscillology: Towards Integrative Understanding of Human Nature
Project/Area Number 15H05879
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

虫明 元  東北大学, 医学系研究科, 教授 (80219849)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 謙一  京都大学, 霊長類研究所, 助教 (90455395)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords脳波 / 振動現象
Outline of Annual Research Achievements

マルチ課題遂行中のサルより局所電場電位を記録し脳振動現象を解析した。主課題の維持期に一試行だけ無関係な視覚誘導課題を一試行挿入し、割り込みの影響を局所電場電位のレベルで解析した。するとθ波帯域の振動のパワーは、維持期の記憶課題で割り込み直前、割り込み中も高かった。そして割り込み直後では基準水準まで下がった。
θ波の挙動はパフォーマンスと関係があった。すなわち割り込み前の試行、割り込みの試行時のθ波が弱いと後の主課題の想起の試行で誤り傾向が高かった。θ波は、記憶の保持と割り込みからの主課題の記憶の保護に関わる事が示唆された。
共同研究に関しては渡辺がシカゴ大学と連携で3Darray(256チャネル)をサル皮質運動野(M1,PM)に留置し,上肢到達運動課題中のサルから神経活動記録を実施し大脳皮質運動野のベータ波の特定の位相が運動準備中の課題条件の提示時と運動中に出現する現象(位相ロック)を発見した。ベータ波領域での位相同期の一過性の出現がベータ波の振幅の一過性の減少と同じ時期に見られ、振幅と同期の乖離の意義の解明を目指して光操作を検討している。また運動野への光操作方法の確立のためにはA班南部らと共同研究中で成果をまとめつつある。A班柳川らとの共同研究でGABA合成酵素のGAD65、GAD67のそれぞれのKOラットでてんかん発作との関連は異なることがわかってきた。梶田らは、てんかん発作などの活動依存性に変化するGAD65発現量は、抑制細胞のサブタイプに依存する可能性が示唆されている。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] オタワ大学(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      オタワ大学
  • [Journal Article] Differences in task-phase-dependent time-frequency patterns of local field potentials in the dorsal and ventral regions of the monkey lateral prefrontal cortex2020

    • Author(s)
      Sakamoto Kazuhiro、Kawaguchi Norihiko、Mushiake Hajime
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: S0168 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.12.016

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic Axis-Tuned Cells in the Monkey Lateral Prefrontal Cortex during a Path-Planning Task2019

    • Author(s)
      Sakamoto Kazuhiro、Saito Naohiro、Yoshida Shun、Mushiake Hajime
    • Journal Title

      The Journal of Neuroscience

      Volume: 40 Pages: 203~219

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.2526-18.2019

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optogenetic study of the response interaction among multi-afferent inputs in the barrel cortex of rats2019

    • Author(s)
      Liu Yueren、Ohshiro Tomokazu、Sakuragi Shigeo、Koizumi Kyo、Mushiake Hajime、Ishizuka Toru、Yawo Hiromu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40688-2

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Why context matters? Divisive normalization and canonical microcircuits in psychiatric disorders2019

    • Author(s)
      Northoff Georg、Mushiake Hajime
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: S0168 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.10.002

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 前頭前野の軸符号化細胞の活動はシーケンスカテゴリーによっても変調される2019

    • Author(s)
      坂本一寛, 齊藤尚弘, 吉田隼, 虫明 元
    • Organizer
      東北生理談話会
  • [Presentation] グルタミン酸デカルボキシラーゼGAD67遺伝子を欠損したラットの神経学的解析2019

    • Author(s)
      劉 冬雨, 大城朝一, 虫明 元
    • Organizer
      東北生理談話会
  • [Presentation] てんかんモデルラットにおけるGABA合成酵素の発現量の変化2019

    • Author(s)
      福田湧希, 大柳貴紀, 川村里穂, 阿部聡太, 梶田裕貴, 虫明 元
    • Organizer
      東北生理談話会
  • [Presentation] Sensorimotor integration for cued reaching movements through multiple bands of cortical oscillations from the motor and somatosensory cortices2019

    • Author(s)
      K. TAKAHASHI, H. WATANABE, M. MAKITANI, H. MUSHIAKE
    • Organizer
      SFN2019
  • [Presentation] Three dimensional dynamics of β oscillation phase in the monkey motor cortex during a reaching task2019

    • Author(s)
      H. WATANABE, K. TAKAHASHI, H. MUSHIAKE
    • Organizer
      SFN2019
  • [Presentation] Neural substrate underlying the selection of behavioral tactics to transform sensory information into action: A comparative study of primate medial frontal areas2019

    • Author(s)
      M. H. AWAN, H. MUSHIAKE, Y. MATSUZAKA
    • Organizer
      SFN2019
  • [Presentation] ヒスタミンとCGRPによる脳血流循環の制御とinfra-slow oscillation リズムとの関係2019

    • Author(s)
      大城 朝一, 虫明
    • Organizer
      第42回日本神経科学会 新潟
  • [Presentation] 正常及び癲癇原性獲得後の海馬介在神経細胞サブタイプ間におけるGAD65の発現2019

    • Author(s)
      梶田 裕貴, 福田, 湧希, 大柳, 貴紀, 虫明 元
    • Organizer
      第42回日本神経科学会 新潟
  • [Presentation] 経路探索課題遂行中のサル前頭前野の軸符号化細胞の発見2019

    • Author(s)
      坂本 一寛, 斎藤, 尚宏, 吉田, 隼 虫明 元
    • Organizer
      第42回日本神経科学会 新潟
  • [Presentation] オプトジェネティクスによる脳血管壁細胞の操作は、局所脳血流変動を引き起こす2019

    • Author(s)
      權 秀珍, 阿部, 欣史, 虫明, 元, 田中 謙二
    • Organizer
      第42回日本神経科学会 新潟
  • [Presentation] 多様なコミュニケーションを支える 脳のネットワークと人のネットワーク2019

    • Author(s)
      虫明 元
    • Organizer
      認知症三昧!山口塾
  • [Book] 前頭葉のしくみ2019

    • Author(s)
      虫明 元、市川 眞澄
    • Total Pages
      274
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      4320057988
  • [Remarks] 東北大学 生体システム生理学分野

    • URL

      http://www.neurophysiology.med.tohoku.ac.jp/

  • [Remarks] オシロロジー 非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/oscillology/research.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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