2019 Fiscal Year Research-status Report
Comparative Cognitive Neuroscience on Time Perception
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19K03385
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
兎田 幸司 慶應義塾大学, 文学部(三田), 助教 (60794948)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小澤 貴明 大阪大学, 蛋白研究所, 助教 (90625352)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 時間知覚 / 条件づけ / 学習 / 運動 / リッキング / ケモジェネティクス / オプトジェネティクス / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
時間の認識は、視覚や聴覚など他の知覚系とは異なり、時間を処理する受容体や、時間情報のみを担っている脳部位が存在しない。ヒトを含めた動物は、自らを取り巻く外部世界から受け取る感覚情報と、自己の感覚運動情報を統合することによって、時間の認識を生み出さなくてはならない。その意味で、時間は「主観的な意識体験」であるといえる。これまで心理学では、数秒から数分の時間認識について研究が行われ、時間に関する仮説が積み重ねられてきた (Buhusi & Meck, 2005)。しかしながら、動物の時間認識を検証するために用いられてきた従来のオペラント条件づけ手続きは、訓練に長期間を要し、動物が課題中に自由に行動できるために時間認識と行動表出の側面が混同されるといった問題点を包含していた (Machado & Keen, 1999)。この問題を解決するため、申請者は近年、動物の時間認識を効果的に調べる画期的な手法を開発した （Toda et al., 2017）。頭部固定されたマウスを用い、リッキング（舐める行為）を反応として利用することで、身体運動の要因をできる限り排除し、試行ごとの動物の主観的な時間認識の開始と終了のタイミングを計算理論によって切り出すことに成功した。数ヶ月以上の訓練を要した従来のオペラント課題に比べ、本課題では、1-2週間の訓練によって、マウスの時間認識を検出することができる。本研究の目的は、上述の課題を用いて時間認識に関わる神経基盤を明らかにすることである。本年度は、最初期遺伝子の発現と薬理学的な操作によって時間認識の神経基盤の探索を試みた。
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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
現在までに、頭部固定と自由行動下の両方における古典的条件づけ課題の装置を整備し、実験が稼働している。これまでに画像解析を用いた自由行動下でのラットの行動の自動分類に成功しており、まずはこうしたアプローチを薬理学的な操作と組み合わせることでシステムの有用性の検討を行った。オプトジェネティクスやケモジェネティクスといった技術に関しては、遺伝子改変マウスを導入することで、神経細胞種選択的ないし経路選択的な操作が可能になっている。国内の共同研究については、大阪大学に異動した小澤貴明博士と情報共有を行いながら、相補的な関係で研究を進めている。こうした進捗状況から、本研究課題の進捗状況に関しては、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験心理学的な課題と神経生物学的な操作・計測技術を融合させていくことによって、行動の心理学的・神経生物学的なメカニズムについての解明を進めていくだけではなく、心理学・神経科学の新しい地平線を切り開いていくことができると考えている。特定の神経細胞にCreを発現したマウスやラットを新しく導入したことで、細胞種とその入出力経路を選択的に同定し、行動と特定の細胞種・経路の関係について明らかにしていくことが可能になりつつある。共同研究者である大阪大学の小澤貴明博士と共に行動中の神経細胞の活動をフォトメトリーを使って調べる方法についてセットアップを始めており、今後は、こうした共同研究としての成果も期待できると考えている。
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| Causes of Carryover |
年度末が近くなった状態で新型コロナウイルス（COVID-19）の感染拡大が始まり、当初予定していた研究や学術集会への参加が困難になったため、一部の研究費を繰り越すことになった。研究関連の薬品などが不足しており、次年度に物品費などに用いることにより、効果的に使用していく予定である。
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[Journal Article] Dysregulation of the Synaptic Cytoskeleton in the PFC Drives Neural Circuit Pathology Leading to Social Dysfunction.2020
Author(s)
Kim, IH., Kim, N., Kim, S., Toda, K., Catavero, CM., Courtland, JL., Yin, HHH., Soderling, SH.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Neural mechanism of time perception.2020
Author(s)
Toda, K., Yatagai, S., Yamada, K., Yamamoto, K., Sakurai, K., Meck, WH. & Yin, HH.
Organizer
日本生理学会第97回大会
Invited
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[Presentation] Laser induced auditory perception in Mongolian gerbil (Meriones unguiculatus).2019
Author(s)
Tamai, Y., Uenaka, M., Ito, Y., Furuyama, T., Horinouchi, K., Murashima, N., Mithimoto, I., Toda, K., Hiryu, S. & Kobayasi, KI.
Organizer
日本比較生理生化学会第43回大会
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