2019 Fiscal Year Annual Research Report
霊長類頭頂弁蓋部・後部島皮質における自己意識の表象
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17H03549
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
入來 篤史 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70184843)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 自己意識 / 第二体性感覚野 / 頭頂弁蓋部 / 自己鏡映像 / bimodal ニューロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、以下の３項目の実験を遂行した。
１）昨年度実施した「電気生理学実験-1; 鏡映を用いたbimodal ニューロンの記録」のデータ収集の完了と解析： 昨年度に引き続いて、鏡映像でしか確認できない身体部位周辺や自身の背後などへの視覚刺激への応答を記録した。これらの結果と第二体性感覚野に関するこれまでの一連の結果を総合して、この領域は霊長類進化の過程で「環境の中での自己」の意識的構造の表象を生成するに至ったという新概念の着想を得て、２本の論文として公表した。
２）「電気生理学実験-2; モニタを用いたbimodal ニューロンの応答特性の詳細な解析」装置の完成と実験の開始： この実験ではビデオ画像による鏡映像のモニター上への提示により、視覚と体性感覚刺激のタイミングをコントロールするとともに、他者との相互関係を仮想的に創出し、自己意識に関わる bimodal ニューロンの応答特性をより詳細に検討することで、「自己意識」の脳内表現を明らかにすることを目的として、コンピューター制御視覚刺激提示装置を完成した。また、鏡映認知訓練を終了した個体に対して、触刺激提示装置による刺激のタイミングに合わせて、触刺激用仮想プローブの画像を提示して、あたかも触刺激用プローブの画像が刺激を加えているようにサルに認識させ、更に、モニター上のサル鏡映像の横に別のサルの静止画像を提示し、自己鏡映像の頭部や別のサルの静止画像の頭部にマーカーを提示し、それに対してリーチングをした際の神経活動の記録を開始した。
３）「皮質間神経連絡の解明」のトレーサを用いた神経解剖学： 予定したサルを用いたデータ収集を完了し解析を開始した。
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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
申請書に記載した実験計画をおおよそ遂行することが出来た。本年度の計画は、１）昨年度実施した「電気生理学実験-1」のデータ収集の完了、２）昨年度より準備を始めた「電気生理学実験-2：bimodal ニューロンの応答特性の詳細な解析」のセットアップの完成と実験の開始、３）「皮質間神経連絡の解明」の神経解剖学データ収集の終了と解析、にあった。１）では、両半球の第二体性感覚野を含む領域で確認された、鏡映像でしか確認できない身体部位周辺や自身の背後などへの視覚刺激への応答は、環境内における主観的な「自己意識」に関わる神経活動である可能性が高く、これまでの当研究室の成果と総合して、第二体性感覚野が self-in-the-world map という新概念の脳内表象の生成と格納の場であることを提案する論文を公表した。２）は、ビデオ画像による鏡映像のモニター上への提示により、視覚と体性感覚刺激のタイミングをコントロールし、また、他者との相互関係を仮想的に創出し、自己意識に関わる bimodal ニューロンの応答特性をより詳細に検討することで、「自己意識」の脳内表現を明らかにすることを目的とした。そのために、以下の3つの内容を可能とするコンピューター制御視覚刺激提示装置の準備を完了した。 i) モニター上にサル鏡映像を映すことができる。 ii)任意の位置に触刺激用仮想プローブの画像やマーカーを提示することができる。 iii) 自己鏡映像の横に、別のサルの静止画像の提示が出来る。昨年度開始した自己鏡映認知訓練を終了した個体に対し、これらの装置を駆使した環境や他者との相互作用を行う訓練を行い、神経活動記録実験を開始した。３）の神経トレーサ実験を行ってデータ収集を完了して、解析を開始した。
以上のように、本年度の実験の進行はほぼ計画に沿って進行しており、「順調に進展している」と評価した
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| Strategy for Future Research Activity |
訓練したサルで「電気生理学実験-2：bimodal ニューロンの応答特性の詳細な解析」のニューロン活動記録実験を行う。
① 触刺激用仮想プローブの画像の提示と頭部触刺激提示装置による刺激のタイミングを一致させた状態から、種々の間隔でタイミングをずらした時の応答の変化を調べる。視覚刺激と触刺激の時間的不一致により、「自己意識」を減衰・消失させることが想定され、これがニューロン活動に与える影響を調べることで、bimodal ニューロンの自己意識への関わりを明らかにする。
②自己による刺激と他者による刺激に対する応答の性質を確認した後に、自己鏡映像の横に他のサルの静止画像を提示した状態で下記の２点に着目した実験を行う。
i) 自己鏡映像とその横に提示された別のサルの画像の頭部にマーカーを提示し、サルがリーチングして触れたときの反応を記録し、反応を比較する。手が接触する前のマーカーへの接近に伴う反応も含めて解析する。自己と他者の区別がニューロン活動に反映されるならば、接触前のニューロン活動に変化が生じれば、自己身体に触れた場合と他個体の身体に触れた場合の反応性の比較を行う事が出来る。更にこの結果を「他者による刺激」への反応性と比較検討することで、「自己と他者」の意識の脳内表現をより詳細に検討することが可能となる。
ii) 別のサル画像の身体の大きさ、表情や姿勢（威嚇、摂餌など）を変化させ、社会性や行動文脈依存性が自己意識に関わる神経活動に与える影響を調べる。この刺激提示装置による実験パラダイムは、改良を加えることで更に種々の条件を創出することが可能となる。
また、昨年度までに終了した「皮質間神経連絡の解明」の神経解剖学データを解析整理して成果をとりまとめる。
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