2021 Fiscal Year Research-status Report
Dynamics of functional connectivity between sensory and decision areas during context dependent decision making
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21K15608
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
須田 悠紀 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (60775675)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 位相同期 / MT-LIP野 / 状況に応じた判断 / タスクスイッチ課題 / サル / 機能結合 / 抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な環境下で最適な行動を選択するためには、外界の状況に応じて適切に判断しなければならない。我々は、２つの判断課題をランダムに切り替えるタスクスイッチ課題をサルが行っている際、課題状況に応じた神経活動の変化が、感覚表象のMT野ではなく判断形成に関わるLIP野で生じていることを明らかにした。本研究では、表象された感覚情報を状況に応じて適切に読み出し判断するための相互神経ネットワークを明らかにするため、状況に応じた判断が求められるタスクスイッチ課題を行うサルのMT野とLIP野から位相同期を計測し、両領野間の機能結合ダイナミクスを調べた。
MT・LIP野へ刺入した電極からタスクスイッチ課題時の局所電位（Local Field Potential）を測定し、両領野間の位相同期を示すPPC（Pairwise Phase Consistency）を算出した。その結果、β帯域（14～20Hz）位相同期が、視覚刺激後200msに一過性のピークを持って変動していることを認めた。さらにこの位相同期は、課題遂行に必要なMT-LIP野ニューロンの組み合わせではなく、課題遂行に不必要なMT-LIP野ニューロンの組み合わせで大きく生じていた。特に、課題に応じて各トライアルで結合を切り替えなければならないニューロンの組み合わせにおいて、課題遂行に不必要な結合の課題時の方が、必要な結合の課題時よりもβ帯域の位相同期は増大していた。このような課題間の差異は、切り替えが必要でないニューロンの組み合わせでは認められなかった。
これらのことから、β帯域位相同期は判断に不必要な結合を抑制していることが考えられ、MT-LIP野間の状況に応じた機能結合の切り替えに寄与している可能性がある。
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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
課題ルールに依存した位相同期が感覚－判断領野（MT-LIP野）間のβ帯域で生じていることを明らかにできたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
課題ルールに依存したβ帯域位相同期の再現性を確認するため、サル二頭目からの記録及び解析を進める。また、位相同期の方向性を明らかにするため、Granger Causality解析を進める。
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| Causes of Carryover |
多点電極と多点電極を装備できる大型マニピュレーターを計上していたが、現時点において導入を見送っている。その理由は、多点電極よりも単一電極の方が領野及びニューロン特性の同定がしやすく、タスクスイッチ課題の視覚刺激を最適化する観点からは、単一電極の方がより優れていると判断したためである。単一電極でも研究目的に沿った同期活動を捉えることができているため、二頭目サルを用いたβ帯域位相同期の再現性が確認でき次第、より大規模ニューロン集団における位相同期の計測に向けて、次年度以降、多点電極の導入を進めていく予定である。
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