Spatial and temporal characteristics of neural activity of frontal eye field and its anatomical structures

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K07730
• 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: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Abe Hiroshi 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (10711161)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 眼球運動 / LIP / マーモセット / カルシウムイメージング

Outline of Final Research Achievements

I have successfully trained various eye movement-related tasks in the small primate marmoset, including visually guided, memory-guided, and reward-based decision-making tasks. However, because it was difficult to maintain an observation window in the FEF, I tentatively switched the target area to the LIP, an oculomotor-related area of the parietal lobe. First, LIP topography was examined. One-photon calcium imaging did not reveal any clear structures. Next, two-photon microscopy experiments revealed a mixture of cells with receptive fields at various visual field locations at a local level. This may suggest a major reason for the lack of distinct topography in the one-photon imaging experiments.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

視覚や運動に関連する脳領野では明確な機能構造が知られている。一方で、視覚と運動の両方に結びつく眼球運動関連脳領野では、同様な機能構造が存在すると主張する研究もあるが、研究間で一致した結果が得られていない。本研究では、従来の研究手法とは異なり、脳領野に含まれる多数の個々の神経細胞の活動を同時に計測することで、機能構造が存在するかを調べた。その結果、個々の細胞レベルでは、様々な受容野を持つ細胞が局所的に混在していることがわかった。このことが、明確な機能構造が先行研究で報告されてこなかった理由と考えられた。これまで詳細に検討することができなかった機能構造を明らかにすることに本研究の意義がある。