Dynamic information representation of prefrontal neurons

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07726
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 51020:Cognitive and brain science-related
• Research Institution: Tohoku Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Kazuhiro Sakamoto 東北医科薬科大学, 医学部, 准教授 (80261569)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サル / 前頭前野 / 局所場電位（LFP） / 機能分化

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the dynamic information representation of prefrontal neural activity, we analyzed task-dependent changes in the amplitude of local field potentials (LFPs) in the monkey lateral prefrontal cortex during an action planning task. In the dorsolateral prefrontal cortex, the gamma area (3 - 12 Hz) changed in response to the task rule (the correspondence between cognitive operations and movements, which switches after a fixed number of correct trials), whereas in the ventral prefrontal cortex, the delta-theta area (1 - 7 Hz) changed during the delay period, depending on the information to be retained in the working memory. These results indicate that functional differentiation of the lateral prefrontal cortex is also observed in the LFP.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

外側前頭前野から記録されたLFPの課題依存性変化を検討した研究はあまり多くなく、その中でも背側部と腹側部の違いを示した研究はほとんど存在しない。その意味で、本研究成果は大きな学術的意義がある。行動計画課題の複雑さがそれらの機能さをあらわにしたと思われる。また、ヒト高次脳機能の優れたモデルであるサルで脳波のもととなる信号であるLFPについてこのような成果が出たことは、今後、高次脳機能障害の診断に行動計画課題と脳波を利用できる可能性を開いた。この点に社会的意義がある。