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2017 Fiscal Year Annual Research Report

意識と無意識状態における脳内の情報伝播

Research Project

Project/Area Number 15F15048
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 宏知  東京大学, 先端科学技術研究センター, 講師 (90361518)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KAUNITZ LISANDRO  東京大学, 先端科学技術研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-10-09 – 2018-03-31
Keywords脳 / 電極 / 聴覚野 / 視床 / 意識
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,視床・聴覚野を同時計測し,意識的な知覚に関わる神経活動の特徴を調べることを目的とした.当初の計画では,聴知覚を報告できるように,ラットにレバー操作を学習させ,意識にのぼった刺激と意識にのぼらなかった刺激に対する視床・聴覚野の神経活動を調べようと考えた.実際に,ラットが聴知覚を報告できるような行動実験系は構築できたが,視床・聴覚野を同時計測しながらの行動実験は,技術的な問題から実現できなかった.そこで,迷走神経刺激 (VNS) による視床・聴覚野の神経活動の変化を調べることにした.なお,VNSは,セロトニン系やノルアドレナリン系を賦活し,覚醒作用を含む広範な調整作用を及ぼすと考えられている.生理実験では,大脳皮質の平面方向と深さ方向の神経活動に加え,皮質と視床を同時計測した.視床の聴覚中枢の内側膝状体は,一次聴覚野から脳表に対して垂直に5 mm刺入すればアクセスできる.刺入型電極に加え,脳表の神経活動を計測する表面電極アレイの基板上に穴を設け,刺入型電極アレイを通すことで,聴覚野の3次元的な計測と聴覚野・視床の同時計測を実現した.VNSの刺激では,パルス幅が130 µs,電流値が0.5 mAの,2相性の電流パルスとした.この電流パルスを,5分ごとに,10 Hzの頻度で300回,すなわち30秒間提示して,迷走神経を刺激した.VNS中の音刺激は,5分間の休止時間に提示した.麻酔下のラットに対して,聴覚野・視床における音に対する反応をVNS作動中と非作動中とで比較した.その結果,皮質表層 (1~3層) での誘発反応は亢進したが,皮質深層 (5/6層)や視床ではVNSの効果は認められなかった.このような層特異的な反応は,VNSによる音の識別・検出機能の向上に関わると考えられる.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (3 results)

All 2017 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Vagus Nerve Stimulation Increases Multi-unit Activity in Superficial Layers of Rat Auditory Cortex2017

    • Author(s)
      Lisandro Kaunitz, Tomoyo I. Shiramatsu, Rie Hitsuyu, Kenji Ibayashi, Kensuke Kawai, Hirokazu Takahashi
    • Journal Title

      平成29年電気学会電子・情報・システム部門大会講演論文集

      Volume: なし Pages: 185-190

    • Int'l Joint Research
  • [Book] 続 メカ屋のための脳科学入門 : 記憶・学習/意識編2017

    • Author(s)
      高橋 宏知
    • Total Pages
      217
    • Publisher
      日刊工業新聞社
    • ISBN
      978-4526077258
  • [Remarks] 研究代表者のホームページ

    • URL

      http://www.brain.rcast.u-tokyo.ac.jp/~takahashi/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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