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神経系における情報表現とその動的な変化を手がかりにした思考メカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 12680793
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関京都大学

研究代表者

船橋 新太郎  京都大学, 総合人間学部, 教授 (00145830)

研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2001年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード前頭連合野 / ワーキングメモリ / 遅延反応課題 / ポピュレーション・ベクトル / 情報処理 / 単一ニューロン活動 / 思考 / 神経回路 / 情報表現 / 一時貯蔵機構 / 相互作用
研究概要

思考における情報処理は、神経系による柔軟な情報表現と、表現される情報の動的で合目的的な変化に特徴がある。思考に深く関わる前頭連合野においては、異なるモダリティーの情報が様々に重複した形で時空間的に表現されると同時に、場面や状況に応じて動的にその表現を変化させていくことにより、情報処理が進んでゆくと考えられる。本研究では、視覚刺激が提示された位置へ3秒の遅延後に眼球運動をする課題(課題1)と、90度時計回り方向へ眼球運動をする課題(課題2)をサルに行なわせ、前頭連合野より単一ニューロン活動を記録し、分析した。課題2では視覚が提示される位置と眼球運動の方向が異なるため、遅延期間中に視覚情報から運動情報への変換が必要である。視覚情報から運動情報への変換プロセスを情報処理過程のモデルととらえ、その間にニューロン群が表現する情報をポピュレーション・ベクトル(PV)を用いて表現した。その結果、視覚刺激提示期間および眼球運動時のPVは、それぞれ視覚刺激の提示方向、眼球運動方向を向くことから、PVにより前頭連合野のニューロン群が表現する情報を表示できることがわかった。また、両課題の1試行を250msごとの区間に区切り、その間のニューロン群の活動をPVで表示し、課題の時間経過によりニューロン群によって表現される情報がどのように変化するかを検討した。その結果、課題2では、遅延期間の前半にはPVは視覚刺激の提示方向を向いているが、後半にはPVが視覚刺激の提示方向から眼球運動方向へゆっくりと回転するのが観察された。このことは、遅延期間の後半に、視覚情報から運動情報への変換が、前頭連合野のニューロン群によりゆっくりと行なわれることを示している。
このように、PVを用いることによりニューロン集団によって遂行されている情報処理過程を可視化できることが明らかになった。今後は、どのような仕組によりPVの変化が生じるのかを明らかにしていきたい。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] Funahashi, S.: "Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex"Neuroscience Research. 39. 147-165 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 船橋新太郎: "前頭連合野とワーキングメモリ"神経研究の進歩. 45. 223-234 (2001)

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  • [文献書誌] Takeda, K., Funahashi, S.: "Prefrontal task-related activity representing visual cue location on saccade direction in spatial working memory tasks"Journal of Neurophysiology. 87. 567-588 (2002)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Funahashi, S., Takeda, K.: "Population-vector analysis by primate prefrontal neuron activities"Journal of Biological Physics. 28. 1-11 (2002)

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  • [文献書誌] Funahashi, S., Inoue, M.: "Neuronal interactions related to working memory processes in the primate prefrontal cortex revealed by crosscorrelation analysis"Cerebral Cortex. 10. 535-551 (2000)

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  • [文献書誌] Funahashi, S.: "Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex"Neuroscience Research. 39. 147-165 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Funahashi and M. Inoue: "Neuronal interactions related to working memory processes in the primate prefrontal cortex revealed by cross-correlation analysis"Cerebral Cortex. 10. 535-551 (2000)

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  • [文献書誌] S. Funahashi: "Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex"Neuroscience Research. 39. 147-165 (2001)

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  • [文献書誌] K. Takeda and S. Funahashi: "Prefrontal task-related activity representing visual cue location or saccade direction in spatial working memory tasks"Journal of Neurophysiology. 87. 567-588 (2002)

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  • [文献書誌] S. Funahashi and K. Takeda: "Population-vector analysis by primate prefrontal neuron activities"Journal of Biological Physics. 28. 1-11 (2002)

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  • [文献書誌] Funahashi, S.: "Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex"Neuroscience Research. 39. 147-165 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 船橋新太郎: "前頭連合野とワーキングメモリ"神経研究の進歩. 45. 223-234 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Takeda, K., Funahashi, S.: "Prefrontal task-related activity representing visual cue location or saccade direction in spatial working memory tasks"Journal of Neurophysiology. 87. 567-588 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Funahashi, S., Takeda, K.: "Population-vector analysis by primate prefrontal neuron activities"Journal of Biological Physics. 28. 1-11 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Funahashi: "Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex"Neuroscience Research. 39. 147-165 (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Funahahi,M.Inoue: "Neuronal interactions related to working memory processes in the prefrontal cortex revealed by cross-correlation analysis"Cerebral Cortex. 10. 535-551 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺由美子,船橋新太郎: "視床の機能的役割 記憶"Clinical Neuroscience. 18. 903-905 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 船橋新太郎: "ワーキングメモリの神経機構と前頭連合野の役割"苧阪直行 編 『脳とワーキングメモリ』 京都大学学術出版会. 21-49 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 船橋新太郎: "作業記憶"甘利,外山 編 『脳科学大事典』 朝倉書店. 175-179 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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