2018 Fiscal Year Annual Research Report
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17H00892
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| Research Institution | Tamagawa University |
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Principal Investigator |
小松 英彦 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (00153669)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
一戸 紀孝 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 微細構造研究部, 部長 (00250598)
郷田 直一 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (30373195)
横井 功 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (50592747)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 意識的知覚 / 色覚 / 下側頭皮質 / 視床枕 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究ではマカクザルのV4野と下側頭皮質と視床枕が作る神経ネットワークが、意識的な色知覚にどのように関係するかを明らかにすることを目的としている。平成30年度は多チャンネルリニア電極を用いる電気生理実験システムの立ち上げを行った。皮質－視床間で作る神経回路網の構造と理解については、大脳皮質第一次視覚野（V1）と視床の外側膝状体（LGN）が作る神経回路で多くの知見が積み重ねられている。そこで、V4野、下側頭皮質と視床枕が作る神経回路網に電気生理学的にアプローチする準備として、V1-LGN回路の動作様式を電気生理的に確認する実験を進めた。そのために注視課題を行っているニホンザルの一次視覚野（V1）に微小電極を刺入して皮質の各層から同時にニューロン活動と局所電場電位（LFP）の活動を記録し、LFPの電流源密度解析を行い、LGNからの入力層を同定する解析を行った。
また、意識的な色の知覚を生み出すと考えられる視床枕核の亜核の区分と、視床枕への皮質投射に関して検討した。この結果、マーモセットの視床枕の区分において、カルビンディンの免疫組織化学とミエリン染色が有用であることがわかった。視床枕下内側核はカルビンディンが薄く染まる部位として同定され、この亜核は隣接ミエリン染色で濃く染まる領域として観察された。また、皮質MT野からの視床枕への投射はほとんどが下視床枕核内に限られた投射をすることがわかった。皮質―視床枕内のretinotopyの構造を調べるために皮質MT野のretinotopyを内因性光計測により調べ、中心窩近傍と視野の端に２色のウィルストレーサーを注入し、視床枕での投射領域の比較を行った結果、中心窩近傍にウィルスを注入した視床枕での軸索終末は視野の端にウィルス注入した軸索終末よりも視床枕内の後ろに位置し、前後方向のretinotopy mapの存在がうかがわれた。
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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
多チャンネル記録システムにより、大脳皮質の浅層から深層にいたる異なる層の神経活動を同時に記録する技術が確立し、局所電場電位のスペクトル解析や記録データからのニューロンのクラスタ分けを自動化する技術の構築も進み、今後の視床枕と視覚野の活動を解析する準備が整った。また実験に用いる予定の2頭のサルの訓練も順調に進み、1頭では近く視床枕からニューロン活動の記録を開始する予定である。また視覚野と視床枕核の解剖学的結合についての知見も蓄積されてきた。このようなことからおおむね順調に進んでいると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
視床枕には複数の網膜地図が存在し、それぞれが複数の大脳視覚野と結合していると考えられている。しかし、異なる網膜地図で視覚情報がどのように表現されているかについては、よく分かっていない。V4野や下側頭皮質と視床枕の関係を考える上においては、この問題は非常に重要である。そこで、今年度（2019年度）は注視課題を行っているサルの視床枕に微小電極を刺入し、ニューロンの受容野を調べ、それが視床枕内の座標によってどのように変化するかを調べることにより、視床枕内の網膜地図を同定する。更に、ニューロンの色選択性や形選択性も同時に調べることで、網膜地図上で視覚情報がどのように表現されているかを明らかにする。またマスキングパラダイムなどを用いて刺激の見えやすさを操作した時に、ニューロン応答がどのような変化を示すかを調べる実験にも着手する。更に、皮質と視床が作る双方向回路の動作様式を調べるために適した実験手法の検討と開発を進める。
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