2011 Fiscal Year Research-status Report

社会的相互作用を実現する脳間神経相互作用の解明

Research Project

Project/Area Number	23650225
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	柳川透独立行政法人理化学研究所, 適応知性研究チーム, 研究員 (80568858)
Project Period (FY)	2011-04-28 – 2014-03-31
Keywords	二頭同時計測 / electrocorticogram / 脳間神経相互作用
Research Abstract	具体的内容：本研究の目的は、社会性の基盤を二頭のサルの神経活動の相互作用のレベルから解き明かすことである。平成２３年度は、社会的相互作用をしている２頭のサルからElectrocorticogram(ECoG)の同時計測を行い、２つの脳の神経活動から社会的相互作用と相関する脳間神経相互作用を調べる解析手法を開発するという予定を立てていた。(1)二頭のサルからECoGの同時計測を行う環境を構築した。(2)二頭でエサの取り合いをさせ、下位のサルが上位のサルに対してエサとりを抑制するような条件下で、上位のサルにマジックミラーをつけ視線をマスクしたときに、下位のサルの行動がどう変化するのかを調べた。当初、予備実験の結果から、下位のサルは上位のサルの視線を非常に気にしているので、マジックミラーにより上位のサルの視線を見えなくすると、下位のサルはエサとり行動を抑制することをやめるのではないかと予想していた。しかし、結果は、予想に反して、下位のサルの行動はほとんど変化しなかった。予備実験のときの変化が現れたサルと、今回のECoGが脳に入っているサルは異なっており、これによりサルによって視線という社会的なシグナル変化に対する行動の変化には大きな個体差が見られることが明らかになった。(3)二頭から同時計測したECoGを用いて、二頭のサルの脳間神経相互作用を計算したが、有意な神経相互作用は見つけられていない。意義、重要性：サルを通して、社会的な手かがりから脳がどのように社会的文脈を理解しているのかを、神経基盤から理解することには、自閉症のような社会的コミュニケーション障害を理解することにつながるので、意義があると考えられる。しかし、二頭の脳間神経活動を生の神経活動から直接計算する手法では、有意な相互作用をとらえることができないことが判明したので、現在新しい切り口を模索中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 初年度の達成度として、二頭の同時計測が可能な環境を構築できたことは大きな前進である。一方で、遅れている理由としては、１．二頭の間で、社会的な関係を変化させる有効な手段として考えていたマジックミラーの装着による相手のサルの視線の有無の操作が、当初の予想よりも社会的相互作用に影響を与えないことが判明した。２．実際に脳間神経相互作用を計算してみたが、有意な相互作用は見つからなかった。ことによる。
Strategy for Future Research Activity	１．二頭間に相互作用における視線の影響を再検討する。実験を単純にし、ただ二頭のサルを向かい合わせ、にらめっこをするような状況下で、相手をどれくらい注視するのかを調べる。また、マジックミラーをつけたときの注視の変化を調べる。にらめっこ実験を、ECoGは入っていないが、視線は検出できるサル（N=5）のすべての組み合わせに対して行うことで、個体差によらない普遍的な行動があるのかどうかを調べる。２．二頭間の神経活動の関係性をみるときに、生の神経データから脳間神経相互作用を計算するのではなく、まず個体内で、脳機能と相関する神経活動のパターンを抽出したあとに、個体間でそのパターンの相互作用を調べてみる。一例としては、サルがなにかに注目すると脳活動にEvent related potential(ERP)が現れる。このERPを１試行で検出したあとに、二頭間のERPの発生タイミング同士の相関をみる。こうすれば、サルが社会的シグナルによく注目して行動上に変化が現れるならば、それに対応してERPの発生頻度も変化し、その発生頻度の２脳間の相関を計算することで、２脳間相互作用を定量化できる可能性がある。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	平成２４年度は、サルのデータをもう１頭分増やすために、ECoG電極（１頭分）の購入を予定している。ECoG電極（1個×９00千円）