サルおよびラットの島皮質における報酬-罰情報の処理メカニズム

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580768
• Research Institution: Toyama Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 田村 了以 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (60227296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 照子 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (80242486)
• Keywords: サル / 島皮質 / 報酬 / 行動 / 単一ニューロン活動 / 遅延反応遅延報酬課題 / 情動 / 学習

Research Abstract

島皮質における情報処理様式をニューロンレベルで明らかにするため,本年度は視覚刺激に基づく遅延反応・遅延報酬Go/Nogo課題を遂行しているサルの島皮質から単一神経活動を記録し課題各期における応答様式を解析した.この課題では,サルがスタート音(SB)の後にボタンを押す(BP)と試行が開始する.ついで,サルがモニターの固視点を一定期間注視(FIX)後,Go, NogoまたはNo-rewardを意味する視覚弁別刺激(それぞれ,緑色,灰色または黄色の四角)が提示される(S1).第一遅延期間(D1)後に,視覚刺激(青色の四角)が提示されるが(S2),GoまたはNogo試行ではこのS2期に正しく行動すると第二遅延期間(D2)後に報酬としてジュースが与えられる(RW).本研究では,右側の後部島皮質から総数451個のニューロン活動を記録したが,そのうち112個が課題遂行中,SB, BP, FIX, S1, D1, S2, D2およびRWのいずれかの1つまたは複数の期間に活動変化(応答)した.さらに, S1からRW期までのいずれかの期間に応答したニューロンは,試行の種類(Go, NogoまたはNo-reward)に対する応答性より,非特異的に応答する非識別応答ニューロン,報酬および無報酬試行で識別的に応答する報酬/無報酬識別応答ニューロン,または, GoおよびNogo試行で識別的に応答する行動反応識別応答ニューロンに分類された. FIX期応答ニューロンや非識別応答ニューロンは島皮質中央部, D2期の報酬/無報酬識別応答ニューロンは島皮質尾側より, RW期応答ニューロンは島皮質中央背側部にそれぞれ局在する傾向があった.以上の結果より,島皮質は,注意,報酬予期,行動選択などに関ること,および,島皮質内部には機能局在のあることがニューロンレベルで明らかとなった.現在,ラット島皮質のニューロンレベルの研究にも着手している.

Research Products

• [Publications] Hori, E., Uwano, T., Tamura, R., Miyake, N., Nishijo, H., Ono, T.: "Effects of a novel arginine-vasopressin derivative, NC-1900, on the spatial memory impairment of rats with transient forebrain ischemia"Cognitive Brain Res.. 13. 1-15 (2002)
• [Publications] Tran, A.H., Tamura, R., Uwano, T., Kobayashi, T., Katsuki, M., Matsumoto G., Ono, T.: "Altered accumbens neural response to prediction of reward associated with place in dopamine D2 receptor knockout mice"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99. 8986-8991 (2002)
• [Publications] Shibata, T., Nishijo, H., Tamura, R., Miyamoto, K., Eifuku, S., Endo, S., Ono, T.: "Generators of visual evoked potentials for faces and eyes in the human brain as determined by dipole localization"Brain Topography. 15. 51-63 (2002)
• [Publications] Hori, E., Tabuchi, E., Matsumura, N., Tamura, R., Eifuku, S., Endo, S., Nishijo, H., Ono, T.: "Representation of place by monkey hippocampal neurons in real and virtual translocation"Hippocampus. (in press).
• [Publications] Tamura, R., Norgren, R.: "Intracranial renin alters gustatory neural responses in the nucleus of the solitary tract of rats"Am. J. Physiol.. (in press).
• [Publications] 旭 雄士, 林 央周, 田村了以, 永福智志, 西条寿夫, 小野武年, 遠藤俊郎: "サル脳内ニューロン活動記録実験におけるMRI透瞭画像作製と軸補正の有用性-画像誘導手術支援システムの応用-"機能的脳神経外科. 41. 84-85 (2002)
• [Publications] 田村了以, 小野武年: "快・不快の神経機構"脳の科学. (in press).
• [Publications] Eifuku, S., De Souza, W.C., Tamura, R., Nishijo, H., Ono, T.: "On the organization of face memory"In : Cognition and Emotion in the Brain, Ed. by Ono, T., Matsumoto, G., Llinas R.R., Berthoz A., Norgren, R., Nishijo, H., Tamura, R., Elsevier. (in press).
• [Publications] Komura, Y., Tamura, R., Uwano, T., Nishijo, H., Ono, T: "Transmodal coding for reward prediction in the audiovisual thalamus. In : Cognition and Emotion in the Brain"In : Cognition and Emotion in the Brain, Ed. by Ono, T., Matsumoto, G., Llinas R.R., Berthoz A., Norgren, R., Nishijo, H., Tamura, R., Elsevier. (in press).
• [Publications] Tran, A.H., Tamura, R., Uwano, T., Kobayashi, T, Katsuki, M., Matsumoto, G., Ono, T.: "Dopamine D2 receptor-knockout changed accumbens neural response to prediction of reward associated with place in mice. In : Cognition and Emotion in the Brain"In : Cognition and Emotion in the Brain, Ed. by Ono, T., Matsumoto, G., Llinas R.R., Berthoz A., Norgren, R., Nishijo, H., Tamura, R., Elsevier. (in press).
• [Publications] Ono, T., Matsumoto, G., Llinas R.R., Berthoz A., Norgren, R., Nishijo, H., Tamura, R.: "Cognition and Emotion in the Brain"Elsevier(in press).