2014 Fiscal Year Research-status Report
トップダウン・ボトムアップ的行動制御における皮質－基底核の機能的役割の解明
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26750377
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
細川 貴之 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (30415533)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | サル / 前頭連合野 / 尾状核 / 行動制御 / トップダウン / ボトムアップ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、カテゴリという精緻化された知識を必要とするトップダウン的な行動制御と、そのような制御を必要としないボトムアップ的な行動制御が脳のどこにおいて実現されているかを調べるために、前頭連合野および線条体から神経細胞活動を記録することを目指している。
平成２６年度は主に２頭のサルに行動課題を訓練した。行動課題は視覚刺激と結果を連合させる記憶課題で、見た目が異なる視覚刺激４枚を１グループとして２グループ（計８枚）の刺激セットを作り、各刺激グループと特定の結果（ジュースまたは食塩水）の連合学習をサルに行わせた。学習訓練が進むにつれ、ジュースと連合している視覚刺激が提示されたときは飲み口をなめるようになったのに対し、食塩水と連合している視覚刺激が提示されたときはそのような行動を抑えるようになった。特定の刺激セットに対して、２頭のサルとも刺激と結果の関係を学習し終えた。その後、それまでジュース（食塩水）を予告していた刺激グループが今度は食塩水（ジュース）を予告するようになるというように、刺激と結果の関係を入れ替える逆転学習を導入した。さらに、刺激と結果の関係を学習する過程で神経活動がどのように変化するかを調べるため、毎日、新しい刺激セットを導入し、その日のうちに連合学習が形成されるようになるまで訓練を行った。１頭のサルは、新しい刺激を導入しても、数十トライアルのうちに刺激と結果の関係を学習し、その逆転学習もできる段階まで訓練が進んだ。しかし、2月の終わりに訓練した１頭のサルが死亡してしまう事故が起きてしまった。
今後は、早急に新たなサルを購入し、訓練を開始する。また、残っているサルについては引き続き、行動訓練を進めるとともに、訓練が完了次第、神経活動の記録を開始したいと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
サル2頭を用い、行動課題を訓練した。1頭のサルについては、新しい刺激を導入しても数十トライアルのうちに刺激と結果の連合学習が成立し、逆転学習もできる段階まで訓練が進んだため、神経細胞活動を記録するための手術を予定していた。しかし、そのサルが不慮の事故により死亡してしまったため、当初の計画より遅れることとなった。もう一頭のサルについては現在、訓練は8割くらい完了しており、訓練が完了次第、神経細胞活動の記録を開始する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たなサルを購入し、訓練を開始する。残っているサルについても訓練を引き続き行い、訓練が完了したら、頭部に神経活動記録用のチェンバーを取り付ける手術を行う。トップダウン的な行動制御とボトムアップ的な行動制御がそれぞれどのような神経回路によって実現されているのかを調べるため、前頭連合野と線条体から神経細胞活動を記録する。予測として、トップダウン的な行動制御には前頭連合野が、ボトムアップ的な行動制御には線条体が主に関係しているのではないかと考えている。
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