2019 Fiscal Year Annual Research Report
Neural mechanisms underlying the central execution system for working memory in the primates
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19J21332
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
澤頭 亮 北海道大学, 医学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 作業記憶 / ワーキングメモリ / スレーブシステム / 中央実行系 / 非ヒト霊長類 / 採餌行動 / 前頭連合野 / 統合失調症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「霊長類モデルを用いた作業記憶を更新する神経メカニズムの解明」を研究課題として掲げ、複数の研究を同時並行で進めている。前年度までの進捗状況をふまえつつ、本年度の研究実施計画を述べる。
前年度においては、主に行動薬理実験（研究実施計画記載の②）の進捗が大きく、様々な研究会や国内学会で発表の機会を得て、専門家と積極的にディスカッションした。昨年末から英語論文としてまとめ、概ね投稿準備が整った。令和２年中の採択を目指している。同課題は、ヒトを対象とした心理物理実験も視野に入れた研究であり、その実験準備も開始する。
一方、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作（研究実施計画記載の①）に関しては、先行していた個体からの記録実験が不十分であったため、新規個体に対して課題のトレーニングを行い、昨年末から記録実験を開始した。現在までに、作業記憶のスレーブシステム（特別研究員申請書「研究の背景と問題点」に記載）を表象する神経活動は記録できているものの、メインの中央実行系を表象する神経活動は未だ発見できていない。従って、現有の個体からの記録実験を精力的に行いつつ、追加で新規個体に課題を訓練し、本年度からすぐに記録実験を開始できるように準備を行っている。
また、視覚探索課題における眼球運動特性のtACSによる操作（研究実施計画記載の③）に関しては、広範囲の脳領域に対して、様々な組み合わせの刺激を与える必要があるため、特殊な頭部固定方法が必要である。前年度は、そのための準備に時間を要した。本年度は、実験環境を早期に完成させ、新規個体に対して課題のトレーニングを開始する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述の行動薬理実験（研究実施計画記載の②）は、期待通りの進捗が得られた。
一方で、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作（研究実施計画記載の①）の進捗がやや遅れている。現在までに、作業記憶のスレーブシステム（特別研究員申請書「研究の背景と問題点」に記載）を表象する神経活動は記録できているものの、メインの中央実行系を表象する神経活動は未だ発見できていないからである。その原因の一つとして、記録したニューロンデータの中には、方向選択性の明確でないものがあり、結果の解釈を困難にしている点が挙げられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述の行動薬理実験（研究実施計画記載の②）は、ヒトを対象とした心理物理実験に発展させる予定であり、その実験環境を整備する。
一方、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作（研究実施計画記載の①）に関しては、今後、２頭のサルを対象に、方向選択性のあるニューロンに絞って実験を行うことで目的のニューロンの早期発見を目指す。
また、視覚探索課題における眼球運動特性のtACSによる操作（研究実施計画記載の③）に関しては、広範囲の脳領域に対して、様々な組み合わせの刺激を与える必要があるため、特殊な頭部固定方法が必要である。今後は、実験環境を早期に完成させ、新規個体に対して課題のトレーニングを開始する。
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