作業記憶に関与する前頭連合野のニューロン回路網の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05680697
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 船橋 新太郎 京都大学, 総合人間学部, 助教授 (00145830)
• Keywords: サル / 前頭連合野 / 作業記憶 / 記憶関連ニューロン活動 / 大脳皮質 / 単一ニューロン活動

Research Abstract

2頭のアカゲザルに、手のリーチング運動を使った2種類の遅延反応(遅延リーチング課題と遅延連続リーチング課題)を訓練した。遅延リーチング課題では、2ヶ所に視覚刺激が0.5秒づつ順次呈示された後3-5秒の遅延期間に入り、遅延の終了後刺激の呈示順序と同じ順序で反応キーを押すと報酬が得られる。遅延リーチング課題では、1ヶ所に刺激が呈示され、遅延終了後その位置の反応キーを押すと報酬が得られる。サルが両課題を充分に学習した後、単一ニューロン活動の記録を行った。現在までに230個の単一ニューロン活動を前頭連合野の主溝とその周辺部から記録した。記録したニューロン活動のうち遅延期間中に生じる活動は、作業記憶の重要な要素である情報の能動的な保持機構を反映すると考えられる。そこで、このような遅延期間活動に注目し、複数位置の同時作業記録メカニズムと位置の呈示順序が作業記録に及ぼす影響を詳しく解析した。その結果、手がかりとして呈示される視覚刺激が視野内のある位置に呈示されると遅延期間活動を生じるニューロン(位置依存性ニューロン)、視覚刺激がある位置の組み合わせで呈示されると遅延期間活動を生じるニューロン(組み合わせ依存性ニューロン)、呈示される2つの視覚刺激の相対的な位置関係に応じて遅延期間活動を生じるニューロン(相対位置依存性ニューロン)などが見いだされた。また、位置依存性ニューロンや組み合わせ依存性ニューロンでは、多くが刺激の呈示順序にも依存した活動を示した。このように、前頭連合野の個々のニューロンには、比較的単純な情報を保持するものから、いくつかの情報が組み合わされた複雑な情報を保持するものまで、様々なものが存在することが明らかになった。今後、このようなニューロン活動の組み合わせにより、どのようにして複数の刺激位置とその順序が保持され、正しい反応が生じるのかを考察する計画である。

Research Products

• [Publications] 船橋新太郎: "Dorsolateral prefrontal lesions and oculomotor delayed-response performance:evidence for mnemonic scotomas." Journal of Neuroscience. 13. 1479-1497 (1993)
• [Publications] 船橋新太郎: "Saccade-related activity in the primate prefrontal cortex and its role in working memory processes." Biomedical Research. 14. 85-88 (1993)
• [Publications] 船橋新太郎: "Prefrontal neuronal activity in rhesus monkeys performing a delayed anti-saccade task." Nature. 365. 753-756 (1993)
• [Publications] 船橋新太郎: "Delay-related activity in the primate prefrontal cortex during sequential reaching task with delay." Neuroscience Research. 18. 171-175 (1993)
• [Publications] 船橋新太郎: "ワーキング・メモリー" 神経研究の進歩. 37. 44-55 (1993)