2015 Fiscal Year Annual Research Report
空気を読む脳内機構の解明による脳型状況把握モデルの構築
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26730124
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
船水 章大 沖縄科学技術大学院大学, 神経計算ユニット, 研究員 (20724397)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 皮質 / ベイズ推定 / 二光子顕微鏡 / 頭頂葉 / 強化学習 / 神経科学 / 脳科学 / 計算論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に発表した総説「予測-大脳新皮質のベイジアンフィルタ仮説」では，脳の大脳新皮質によるベイジアンフィルタの実装仮説を提案した．同仮説の検証で，本年度は，音源定位課題中のマウスの頭頂皮質 (Posterior parietal cortex: PPC) と後内側皮質 (Posteromedial cortex: PM) の神経活動を，蛍光カルシウムプローブのGCamp6fを用いて，二光子顕微鏡法でイメージングした．音源定位課題で，マウスは，音源に到達すると報酬の水を得た．同課題は，音刺激を連続的に提示する連続音条件と，断続的に提示する断続音条件を持つ．音源定位課題中のマウスの行動を計測した結果，断続音条件の無音区間でも，報酬を予期するリック行動 (水の出るポートを舐める行動) を増加させた．この結果は，マウスは，自らの行動 (行動依存的な状態遷移モデル) を用いて，音源距離を推定したことを示唆する．
PPCとPMの神経細胞は，音源距離を表現した．神経細胞群の活動から，音源距離をデコードした結果，断続音条件の無音区間でも音源距離を推定できた．また，音源距離推定の不確実性は有音区間で減少した．これらの結果は，それぞれ，ベイジアンフィルタの，状態遷移モデルによる距離予測 (prediction)，感覚情報による予測更新 (updating) に対応する．このように，本研究は，大脳新皮質のベイジアンフィルタ実装仮説を，マウスの神経活動で実証した．なお，本年度に購入したマクロ蛍光顕微鏡システム・SCMOSカメラ・蛍光顕微鏡用光源では，神経活動計測後の脳スライスで，GCamp6fの発現した脳部位を同定できた．また，これらの機器での神経活動イメージングも試みた．
本研究は，これらの成果を，国内外の学会で発表した．また，国際的な学術雑誌に論文を投稿中である．
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