意識的な色の知覚を生み出す脳内ネットワークの働き

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H00892
• Research Institution: Tamagawa University
• Principal Investigator: 小松 英彦 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (00153669)
• 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)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 意識的知覚 / 色覚 / 下側頭皮質 / 一次視覚野 / 視床枕

Outline of Annual Research Achievements

この研究ではサルの初期視覚野と下側頭皮質の相互間および視覚野と視床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。令和２年度は意識的な知覚とニューロン活動の関係を調べる有効な方法として、メタコントラストマスキングパラダイムを用いて、マカクザルが注視課題を行っている時に、円形の刺激と同心円状のリング刺激をさまざまな時間間隔で短時間呈示し、一次視覚野（V1）および下頭側皮質のニューロン応答がどのように変化するかを調べる実験を行った。この実験では多チャンネルリニア電極を用いて記録を行い、同時に多数のニューロン活動および局所電場電位を記録した。V1と下頭側皮質のいずれにおいても、多くのニューロンの発火は、平均として時間間隔がゼロの時に最も抑制され、知覚における抑制とは乖離が見られた。しかし、一部の細胞では数十ミリ秒ずれたタイミングの時に応答が最小となった。これらの細胞の活動が特に知覚に関係する可能性が考えられる。また網膜刺激と意識的知覚が乖離する別の現象として盲点における充填知覚に着目し、サルのV1で盲点を表現する部位からリニア電極で記録を行った結果、充填知覚時に低い周波数の局所電場電位の振幅が大きくなる新たな現象を見出した。
また視床枕への視覚皮質領野からの入力様式を明らかにするために、マーモセットのFSTd, FSTv, MST, TE3にウイルストレーサーを注入し、視床枕内での投射先を同定した。その結果、FSTdとFSTvはいずれも外側視床枕核と内側視床枕核に投射するが、腹内側と背外側部にそれぞれ多く投射するという違いがあることが示された。いずれの領野も下視床枕核のほぼ全域に投射していた。一方、MSTからの投射は内側下視床枕核への投射が強いが、他の下視床枕核への投射は弱かった。TE3からの投射は上記の領野からの投射に比べて広く分布した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Relationship between the activities of gloss-selective neurons in the macaque inferior temporal cortex and the gloss discrimination behavior of the monkey (2021)
  • Author(s): Baba M, Nishio A, Komatsu H
  • Journal Title: Cerebral Cortex Communications Volume: 2 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1093/texcom/tgab011
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Axonal Projections from Middle Temporal Area to the Pulvinar in the Common Marmoset. (2020)
  • Author(s): Arafune-Mishima A, Abe H, Tani T, Mashiko H, Watanabe S, Sakai K, Suzuki W, Mizukami H, Watakabe A, Yamamori T, Ichinohe N
  • Journal Title: Neuroscience. Volume: 446 Pages: 145-156
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2020.08.031.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GABA storage and release in the medial globus pallidus in L-DOPA-induced dyskinesia priming (2020)
  • Author(s): Nishijima H, Mori F, Arai A, Zhu G, Wakabayashi K, Okada M, Ueno S, Ichinohe N, Suzuki C, Kon T, Tomiyama M
  • Journal Title: Neurobiol Dis Volume: 143 Pages: 104979
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2020.104979
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The NanoZoomer artificial intelligence connectomics pipeline for tracer injection studies of the marmoset brain (2020)
  • Author(s): Woodward A, Gong R, Abe H, Nakae K, Hata J, Skibbe H, Yamaguchi Y, Ishii S, Okano H, Yamamori T, Ichinohe N
  • Journal Title: Brain Struct Funct Volume: 225 Pages: 1225-1243
  • DOI: 10.1007/s00429-020-02073-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 質感知覚の神経機構を探る (2021)
  • Author(s): 小松英彦
  • Organizer: 電子情報通信学会NC研究会
  • Invited
• [Presentation] 質感認知の仕組みと進化 (2020)
  • Author(s): 小松英彦
  • Organizer: 映像情報メディア学会ヒューマンインフォメーション研究会
  • Invited
• [Presentation] Analyzing the neuronal activities in macaque primary visual cortical area associated with perceptual filling-in (2020)
  • Author(s): Saito H, Masaoka A, Komatsu H
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] Neural modulation of awake macaque primary visual cortex in the metacontrast masking (2020)
  • Author(s): Masaoka A, Saito H, Komatsu H
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] バルプロ酸誘発性自閉症モデルマーモセットにおけるシナプス構造と生後初期発達 (2020)
  • Author(s): 渡邉 惠，黒谷 亨，小賀 智文，佐々木 哲也，境 和久，中垣 慶子，野口 潤，星野 耕平，宮脇 出，南本 敬史，一戸 紀孝
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] マーモセットの運動視に関わるMT野から視床枕への投射 (2020)
  • Author(s): 荒船‐三嶋 晶，阿部 央，谷 利樹，益子 宏美，速水 琢，渡邉 惠，境 和久，鈴木 航，水上 浩明，渡我部 昭哉，山森 哲雄，一戸 紀孝
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] 自閉症モデルマーモセットは過活動性を示す (2020)
  • Author(s): 中村 月香，中神 明子，中垣 慶子，川合 伸幸，一戸 紀孝
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] コモンマーモセットの高周波知覚に関わるモジュラー神経ネットワーク (2020)
  • Author(s): 谷 利樹，阿部 央，益子 宏美，境 和久，渡邉 惠，鈴木 航，水上 浩明，渡我部 昭哉，山森 哲雄，一戸 紀孝
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] An image processing pipeline for automated mapping of structural information in the marmoset brain (2020)
  • Author(s): Skibber H, Yeganli SF, Rachmadi MF, Gutierrez CE, Tsukada H, Hata J, Ken N, Tani T, Abe H, Woodward RGA, Ishii S, Shimogori T, Okano H, Ichinohe N, Doya K, Yamamori T, Wakatabe A
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会
• [Presentation] Towards Quantitative Brain Architecture Analysis for Delineating the Cortex of the Common Marmoset Brain (2020)
  • Author(s): Woodward MA, Rogers M, Abe H, Tani T, Gong R, Ichinohe N, Gee T, Delmas P, Yamamori T
  • Organizer: 第４３回日本神経科学大会