2016 Fiscal Year Annual Research Report
Brain mechanisms of internal thought processes during the resting period investigated by examining neural and neurochemical activities
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26540073
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
渡辺 正孝 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 特任研究員 (50092383)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 認知科学 / デフォルト脳部位 / 実行系脳部位 / 遅延反応 / 競争的シューティングゲーム / ローカルフィールドポテンシャル / マイクロダイアリシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サルに認知課題を訓練し、サルが課題を行っているときと、何もしていない安静時において、課題遂行時に活動性が高い実行系脳部位と、安静時に活動性が高いデフォルト脳部位の両方でマイクロダイアリシス法による神経伝達物質の動態を調べる研究を行うとともに、深部電極によるローカル・フィールドポテンシャル（LFP）の記録・分析を行った。
マイクロダイアリシス実験では、サルに実行系に負荷の大きい認知課題である「遅延反応課題」を訓練した。その結果、課題遂行時には実行系部位（前頭連合野背外側部と運動に関係する運動前野）において神経伝達物質ドーパミンが有意に増加したのに対し、デフォルト脳部位（前頭連合野内側部）ではドーパミンは有意な減少を示した。一方、グルタメートは課題遂行時において、実行系部位でもデフォルト脳部位でも有意な変化は示さなかった。
ローカルフィールドポテンシャル（LFP)の記録実験では、サルにあらかじめ2種類の課題を訓練した。一つは上記した「遅延反応課題」であり、もうひとつは「競争的シューティングゲーム課題」である。この課題は、２頭のサルがお互いに弾を打ち合い、先に相手の陣地に打ち込む（相手に勝つ）ことにより報酬が得られるものである。サルは相手のサルより早く正確に当てるように努力することから「社会的相互作用」に関係する課題である。深部電極を実行系部位としては前頭連合野外側部に、デフォルト部位としては前頭連合野内側部、前帯状皮質、後帯状皮質、楔前部に挿入した。脳波成分として、特に認知機能に関係の深いγ（ガンマ）波に注目して分析したところ、遅延反応課題では実行系部位でγ波成分が増加したのに対し、安静時にはデフォルト部位でγ成分の増加が見られた。社会性課題時ではどちらの部位でも中間的な値のγ成分値が得られ、この課題には実行系とデフォルト系の両方の脳部位が関わっていることが示唆された。
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