2017 Fiscal Year Annual Research Report
前頭前野における情報の抽象化と演繹的情報創生の神経メカニズムの研究
| Project Area | Correspondence and Fusion of Artificial Intelligence and Brain Science |
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| Project/Area Number |
16H06571
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
坂上 雅道 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (10225782)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 前頭前野 / 推論 / モデルベース / モデルフリー / サル / ウイルスベクター / カテゴリー / ファイバーマイクロスコピー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案では、霊長類の脳の高次機能、特にモデルベース的機能を理解するために、ニホンザルを被験体として、推移的推論課題を学習させ、その課題遂行中の前頭前野ニューロンの複数同時記録をファイバーマイクロスコピー法により行う。
平成29年度は、推論実験のための課題の開発、その課題を使ったサルの訓練、ニューロン活動記録の準備を行った。課題は、視覚刺激を使った遅延見本合わせ課題で、A->BかつB->C、ならばA->Cを予測できるかどうか調べる課題である（推移的推論）。また、B->Aの関係をA->Bの学習から推測できるかどうかも調べる（対称性推論）。現在、2頭のサルにこの課題を訓練し、遅延見本合わせ課題が遂行できるようになった。
同時にファイバーマイクロスコピー法によるニューロン活動記録の予備実験も始めた。ここでは、アデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを使ってサル前頭前野外側部ニューロンにGCaMP6sあるいはGFPを発現させ、その領域直上の頭蓋を貫通する形でgrinレンズを埋め込んだ。このレンズを介して、前頭前野外側部ニューロンを観察した。GFPの発現を観察することによりニューロンへのAAVの感染を確認することができた。また、GCaMP6sを発現したニューロンの観察にも成功した。このようなニューロンは、grinレンズを介して神経活動を反映したと思われる点滅が確認できた。現在、モンキーチェアに座らせたサルに視覚刺激を提示し、GCaMP6sを発現したニューロンの点滅が、視覚刺激呈示に同期しているかどうかを調べている。
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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
予定より多少時間がかかったが、2頭のサルに、予定通り遅延見本合わせ課題を学習させることができた。また、ファイバーマイクロスコピー法の予備実験も順調に進んでいる。しかし、1回の観察で記録できるニューロンの数が少ないことは問題であり、今後この点については改良の余地があると考える。1つの改良は、感染率を上げることであり、そのためにより感染率の高いウイルスベクターを使用することを考えている。もう1つも感染率を上げることに関係するが、ウイルスベクターを注入する際の空間感覚を狭めることを考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、遅延見本合わせ課題を学習したサルの対称性と推移性の推論能力を調べる行動実験を行う。仮説としては、A、B、Cをそれぞれ刺激の集合体（カテゴリー）ととらえ、経験する刺激の数が増えるにしたがって、対称性・推移性の推論ができるようになっていくと考えている。その後、推論能力を示すことができたサルにGCaMP6sをAAVにより導入し、課題遂行中のサル前頭前野ニューロンの観察を行う。それによって、新しく導入された刺激が、カテゴリー情報になっていく過程を観察するとともに、そのようなカテゴリー情報がどのように推論に使われるかを解析する。
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Research Products
(17 results)
