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順序情報の記憶過程に関わる動的神経回路の解析

研究課題

研究課題/領域番号 12410028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 実験系心理学
研究機関京都大学

研究代表者

櫻井 芳雄  京都大学, 大学院・文学研究科, 教授 (60153962)

研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2001年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2000年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワードニューロン / セル・アセンブリ / 時間情報 / マルチニューロン活動 / 海馬 / ラット / テトロード / マイクロドライブ / ICA / 順序 / 記憶 / 神経回路 / マウス
研究概要

(1)ラットを用い,音刺激の提示時間と提示順序それぞれを記憶する課題を設定し,同一ラットに訓練した。ほぼ3週間で訓練でき,課題遂行中のニューロン活動を海馬から記録した。
(2)マウスを用い,左右の光刺激の提示順序を覚える課題を設定し訓練した。数週間で訓練が完成する場合もあるが,学習が進まない個体もあり,装置や刺激のパラメータを改善することにした。
(3)マルチニューロン活動を記録し解析する新たな技術を開発した。まず電極近傍の全てのニューロン活動をもれなく検出するため,直径8ミクロンのタングステン・ワイヤーを内径100ミクロンのステンレスチューブに12本入れ,10個近いニューロンを同時記録し分離することができた。
(4)電極が入ったステンレスチューブを複数本装着し,個々のチューブ(12本の電極)を独立に操作できる小型のマイクロドライブを設計し作製した。またそのマイクロドライブに接続する,より小型でノイズフリーのディジタル方式ヘッドアンプを製作した。
(5)これら電極,マイクロドライブ,及びヘッドアンプで導出した多数のマルチニューロン活動jから個々のニューロン活動を正確に分離する方法として,独立成分分析法(ICA)をさらに改良したリアルタイムICA方式を開発し,そのプログラムを組み込んだ自動的データ解析システムRASICA(Realtime and Automatic Spike-sorting with ICA)を完成させた。
(6)これら記録・解析システムを用い,順序情報を含む記憶課題を行っているラットの海馬からマルチニューロン活動を記録した。これまでの結果から,課題を行っている際,個々のニューロン活動だけでなく,ニューロン間の機能的結合もミリ秒のオーダーで素早く変化することがわかった。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "マルチニューロン活動の記録-なぜ・どのようにして"電子情報通信学会誌. 87. 279-284 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "セル・アセンブリによる神経情報の表現-実験的検証に向けて"蛋白質・核酸・酵素. 49. 463-470 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, S. et al.: "A new approach to spike sorting for multi-neuronal activities recorded with a tetrode-how ICA can be practical"Neuroscience Research. 46. 265-272 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, S. et al.: "Automatic sorting for multi-neuronal activity recorded with tetrodes in the presence of overlapping spikes"Journal of Neurophysiology. 89. 2245-2258 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "マルチニューロン活動を記録するために"脳の科学. 25. 19-26 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakurai, Y.: "Coding of temporal and pitch information by hippocampal"Neuroscience. 115. 1153-1163 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "考える細胞ニューロン"講談社. 232 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakurai, Y: "Multi-neuronal recordings why and how."J. of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. 87. 279-284 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakurai, Y: "Neuronal coding by cell assemblies."Protein, Nucleic Acid and Enzyme. 49. 463-470 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, S. et al.: "A new approach to spike sorting..."Neuroscience Research. 46. 265-272 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahashi, S. et al.: "Automatic sorting for multi-neuronal.."J.of Neurophysiology. 89. 2245-2258 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakurai, Y: "To record multi-neuronal activity."Brain Science. 25. 19-26 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sakurai, Y: "Coding of temporal and pitch information by..."Neuroscience. 115. 1153-1163 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "マルチニューロン活動の記録-なぜ・どのようにして"電子情報通信学会誌. 87. 279-284 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "セル・アセンブリによる神経情報の表現-実験的検証に向けて"蛋白質・核酸・酵素. 49. 463-470 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi et al.: "A new approach to spike sorting for multi-neuronal...."Neuroscience Research. 46. 265-272 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi et al.: "Automatic sorting for multi-neuronal activity..."Journal of Neurophysiology. 89. 2245-2258 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "マルチニューロン活動を記録するために"脳の科学. 25. 19-26 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋晋, 安西祐一郎, 櫻井芳雄: "独立成分分析を応用したマルチニューロン活動の解析"脳の科学. 25. 53-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sakurai, Y.: "Coding of temporal and pitch information by hippocampal・・・"Neuroscience. 115. 1153-1163 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi et al.: "Automatic sorting for multi-neuronal activity recorded with・・・"Journal of Neurophysiology. 89. 2245-2258 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "マルチニューロン活動を記録するために"脳の科学. 25. 19-26 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋晋, 他: "独立成分分析を用いたマルチニューロン活動の解析"脳の科学. 25. 53-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi et al.: "A new approach to spike sorting for multi-neuronal activities・・・"Neuroscience Research. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Sakurai, Y.: "Working memory fo temporal and nontemporal events in monkeys"Learning & Memory. 8. 309-316 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Sakata et al.: "Task-dependentand cell-type specific Fos enhancement in rat neocortex during audio-visual discrimination"European Journal of Neuroscience. 15. 735-743 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takahashi et al.: "Classification of neuronal activities from tetrode recordings using independent component analysis"Neurocomputing. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "脳の情報表現(共著)"朝倉書店(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "考える細胞ニューロン-脳と心をつくる柔らかい回路網"講談社(印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "ライブラリ脳の世紀-記憶と脳(共著)"サイエンス社. (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "セル・アセンブリ仮説"脳の科学. 23. 81-86 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "記憶情報をコードする動的神経回路を探る"学術月報. 53. 382-386 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "多細胞同時記録実験の必要性と方法"神経回路学会誌. 7. 3-7 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "記憶情報をコードする動的な神経回路"脳の科学. 22. 288-232 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "ニューロンから心へ"Computer Today. 95. 9-17 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "脳の情報表現"朝倉書店(印刷中).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 櫻井芳雄: "脳とワーキングメモリー"京都大学出版会. 20 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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