Role of mirror neuron system for social learning in common marmosets

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26430031
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 鈴木 航 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 微細構造研究部, 室長 (80332336)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: マーモセット / 上側頭溝 / バイオロジカルモーション

Outline of Annual Research Achievements

これまでの我々の研究から上側頭溝高次視覚野の細胞が他個体の行動目的をコーディングしていることがわかってきている。その神経メカニズムを調べるためにインプット領域として考えられる前頭葉の破壊実験を行った。神経細胞を不可逆的に破壊するイボテン酸を、眼窩前頭皮質を含む大きな領域に注入し、注入前後の上側頭溝皮質の細胞活動を記録した。その結果、上側頭溝皮質の一部の細胞はイボテン酸注入後に細胞活動が減少したことが分かった。さらに組織学的な実験により確かにイボテン酸がターゲット領域に注入されていることを確認した。しかし、その減少が報酬に関する情報を反映しているものかどうかを検討するにはムシモル等を用いた実験がさらに必要である。上側頭溝高次視覚野にどこから報酬に関する情報が送られているのかを調べるために全脳に留置した96チャンネルECoG実験を行った。覚醒状態のマーモセットの前で、ヒトが餌をとったり、とるふりをしたりする演技をすることで応答がどう変化するかを調べた。
またマーモセットの行動ビデオから運動情報だけを抜き出すアルゴリズムを作成した。これによりマーモセットの複雑な運動情報を反映する視覚刺激を作成し、上側頭溝高次視覚皮質の細胞反応を調べた。
研究期間内では社会行動課題を行わせるまでには至らなかったが、マーモセットにおけるミラーニューロンシステムのメカニズムを様々な手法により調べることができるようになった。今後その機能的役割を検討する研究するうえで、重要な貢献ができたものと考える。

Research Products

• [Journal Article] Sound frequency representation in the auditory cortex of the common marmoset visualized using optical intrinsic signal imaging. (2018)
  • Author(s): Tani T, Abe H, Hayami T, Banno T, Miyakawa N, Kitamura N, Mashiko H, Ichinohe N, Suzuki W
  • Journal Title: eNeuro Volume: 5 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1523/ENEURO.0078-18.2018
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 3D reconstruction of brain section images for creating axonal projection maps in marmosets. (2017)
  • Author(s): Abe H, Tani T, Mashiko H, Kitamura N, Miyakawa N, Mimura K, Sakai K, Suzuki W, Kurotani T, Mizukami H, Watakabe A, Yamamori T, Ichinohe N
  • Journal Title: Journal of neuroscience methods Volume: 286 Pages: 102-113
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2017.04.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel method of extracting motion from natural movies. (2017)
  • Author(s): Suzuki W, Ichinohe N, Tani T, Hayami T, Miyakawa N, Watanabe S, Takeichi H
  • Journal Title: Journal of neuroscience methods Volume: 291 Pages: 51-60
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2017.08.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Marmoset as a model for human speech perception and its disorder． (2017)
  • Author(s): T. Banno, W. Suzuki, N. Miyakawa, T. Tani, N. Ichinohe
  • Organizer: 第7回日本マーモセット研究会大会
• [Presentation] げっ歯類とサルのためのオープンソース３次元ビデオ行動解析システムの開発と神経科学への応用 (2017)
  • Author(s): 松本淳平, 西丸広史, 高村雄策, 三村喬生, 浅場明莉, 鈴木航, 一戸紀孝, 南本敬史, 小野武年, 西条寿夫
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] 3D-Tracker, an open-source 3D video based behavioral analysis system for laboratory animals for neuroscience (2017)
  • Author(s): J. Matsumoto, H. Nishimaru, Y. Takamura, K. Mimura, A. Asaba, W. Suzuki, N. Ichinohe, T. Minamimoto, T. Ono, H. Nishijo
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Axonal projection map of auditory areas in the common marmoset (2017)
  • Author(s): H. Abe, T. Tani, H. Mashiko, N. Kitamura, K. Sakai, T. Hayami, N. Miyakawa, W. Suzuki, H. Mizukami, A. Watakabe, T. Yamamori, N. Ichinohe
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal and rate coding of sound envelope and temporal fine structures of vocalizations in the primary auditory cortex of marmoset monkeys (2017)
  • Author(s): T. Banno, W. Suzuki, N. Miyakawa, T. Tani, N. Ichinohe
  • Organizer: Society for Neuroscience
• [Presentation] Function of amplitude and frequency modulations underlying vocal processing in the primary auditory cortex of common marmosets (2017)
  • Author(s): T. Hayami, W. Suzuki, T. Banno, N. Miyakawa, T. Tani, S. Watanabe, N. Ichinohe
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] Axonal projection map of auditory areas in the common marmoset (2017)
  • Author(s): H. Abe, T. Tani, H. Mashiko, N. Kitamura, K. Sakai, T. Hayami, N. Miyakawa, W. Suzuki, H. Mizukami, A. Watakabe, T. Yamamori, N. Ichinohe
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会
• [Presentation] Functional organization of the auditory parabelt in the common marmoset in respect to representation of the sound frequencies (2017)
  • Author(s): T. Tani, W. Suzuki, T. Hayami, T. Banno, N. Miyakawa, S. Watanabe, H. Abe, N. Ichinohe
  • Organizer: 第40回日本神経科学大会