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2012 Fiscal Year Annual Research Report

行動戦略の統合的制御における前頭前野内側部の新領域の役割

Research Project

Project/Area Number 22500349
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

松坂 義哉  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30312557)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 嶋 啓節  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60124583)
Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywords前頭前野 / ニューロン / 活動電位 / 行動戦術
Research Abstract

研究実施計画に従い、複数の戦略を適宜使い分けつつ左右どちらかのボタンを押すようニホンザルを訓練した。但し、計画書で記述した課題のデザインに対して以下の改良を行った。1)当初のデザインではボタン選択の戦略は二種類(color conditional taskとspatialtaskの使い分け)だったが、更に条件を細分化し、conditional task, spatial taskについてそれぞれ2種類ずつ、計4種類の戦略を設定した。2)当初のデザインでは、一種類の指示信号によってボタン選択の戦略を確定させていたが、新しいデザインでは4種類の戦略のうち、どれに従ってボタンを選択するか三段階に分けて指示する信号X1~X3を与える。3)各指示信号の持つボタン押し戦略に関する情報量を系統的に変化させ、最初の指示信号X1だけで戦略を確定するか、三段階目X3で初めて確定するか選択できるようにする。4)戦略確定後に、更にもう一つ指示信号Yを与える。Yの物理的な性質(色、位置)と確定した戦略との組み合わせによって、左右どちらのボタンを押せば正解になるかが確定する。
この行動課題において、サルが指示信号を受け取ってから実際に行動するまでには、戦術を選択し、行動を選択し、それを実行するという多段階の流れが必要である。この課題を行うようサルを三頭訓練し、うち二頭についてはニューロン活動記録・解析を開始している。得られた結果より、ニューロンの中に情報の与え方によって活動を変化させるものがいること、pmPFCの各ニューロンは分業体制にあり、それぞれ異なった役割を担っていること、領野全体としては戦術の選択から行動の選択までの流れに一貫して関わっていることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Neuronal representation of task performance in the media frontal cortex undergoes dynamic alterations dependent upon the demand for volitional control of action2013

    • Author(s)
      Matsuzaka, Y et al
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: Epub. ahead of print Pages: Ahead of print

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optogenetically Induced Seizure and the Longitudinal Hippocampal Network Dynamics2013

    • Author(s)
      Osawa, S et al
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: Epub. ahead of print Pages: Ahead of print

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Frequency-dependent entrainment of neocortical slow oscillation to repeated optogenetic stimulation in the anesthetized rat.2012

    • Author(s)
      Kuki, T et al
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 75 Pages: 35-45

    • DOI

      10.1016/j.neures.2012.10.007. Epub 2012 Nov 12.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] てんかん発作における海馬長軸方向ネットワークの重要性:オプトジェネティクスを用いた海馬けいれんモデルでの検討2013

    • Author(s)
      大沢 伸一郎 他
    • Organizer
      第36回日本てんかん外科学会
    • Place of Presentation
      岡山市
    • Year and Date
      20130117-20130118
  • [Presentation] Artifact-less observation and low mortality compared with conventional animal models of seizures. It is promising tool to study the mechanism of icto-genesis.2012

    • Author(s)
      Oosawa, S et al
    • Organizer
      66th American Epilepsy Society Annual Meeting
    • Place of Presentation
      San Diego, CA, USA
    • Year and Date
      20121130-20121204
  • [Presentation] Separate population of prefrontal neurons represent forthcoming tactics and action at the time of encoding and execution2012

    • Author(s)
      松坂 義哉 他
    • Organizer
      第35回日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      20120917-20120921
  • [Presentation] Analysis of the high frequency activity during the up state of optogenetically entrained neocortical slow oscillation in the anesthetized rat cortex2012

    • Author(s)
      九鬼 敏伸 他
    • Organizer
      第35回日本神経科学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      20120917-20120921
  • [Presentation] 行動戦術の選択におけるサル後内側前頭前野の役割2012

    • Author(s)
      松坂 義哉
    • Organizer
      第五回東北大学脳神経科学コアセンターセミナー
    • Place of Presentation
      仙台市
    • Year and Date
      20120824-20120824
    • Invited
  • [Presentation] 光感受性イオンチャンネルを用いた新しい海馬てんかん発作モデル2012

    • Author(s)
      大沢伸一郎、保坂亮介、松坂義哉、富田浩史、石塚徹、菅野江里子、奥村栄一、八尾寛、中里信和、富永悌二、虫明元
    • Organizer
      第46回日本てんかん学会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2012-10-11
  • [Remarks] 前頭前野に行動戦術の使い分けに関わる新しい領域を発見

    • URL

      http://www.med.tohoku.ac.jp/nsgcoe/ja/upload/MushiakePNAS120228.pdf

  • [Remarks] オプトジェネティクスによるてんかん発作モデルの開発

    • URL

      http://www.med.tohoku.ac.jp/uploads/130411pressrelease2.pdf

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 神経用電極2012

    • Inventor(s)
      加納宣彦、斉藤克己、虫明元、松坂義哉、川口典彦
    • Industrial Property Rights Holder
      加納宣彦、斉藤克己、虫明元、松坂義哉、川口典彦
    • Industrial Property Number
      特許、特願2012-177078
    • Filing Date
      2012-08-09
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体用微小神経電極針体及び生体用微小神経電極針体の製造方法2012

    • Inventor(s)
      古澤義人、松坂義哉、中島敏、小林弘、中台康紀、高橋善和
    • Industrial Property Rights Holder
      古澤義人、松坂義哉、中島敏、小林弘、中台康紀、高橋善和
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-222928
    • Filing Date
      2012-10-05

URL: 

Published: 2014-07-24  

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