霊長類における生物学的および時間的サリエンス検出の神経機構

• 研究課題/領域番号: 16H04652
• 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: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 西条 寿夫 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 教授 (00189284)
• 研究協力者: 西丸 広史
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: 霊長類 / 上丘 / 内側前頭葉 / 生物学的サリエンス / ヘビ / 顔 / 報酬予測 / 時間的サリエンス / 前内側前頭葉 / 内側前頭皮質 / サリエンス / 内側前頭前野 / 報酬 / 本能 / 注意 / 前頭極

研究成果の概要

霊長類におけるサリエンス検出機構を明らかにするため、サル膝状体外視覚系（上丘及び視床枕）および同系から解剖学的入力を受ける内側前頭葉ニューロンの視覚刺激に対する応答性を解析した。その結果、1）内側前頭前野には、膝状体外視覚系の視床枕から低解像度の素早い入力を受け、生物学的サリエンスを有する刺激（天敵であるヘビや同種の顔）の検出に関与するニューロンが存在する、および2）上丘の深層には、報酬刺激出現前の遅延期に漸増応答を示し、報酬刺激の出現を予測する時間的サリエンス検出機構に関与するニューロンが存在することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は様々な感覚刺激を受けるが、これまでと異なる特別な刺激(サリエンスを有する刺激)に注意が喚起される。本研究では、サルを用いてニューロン活動を記録して視覚刺激に対する応答性を解析した結果、1）内側前頭前野は、生物学的サリエンスを有する刺激（天敵であるヘビや同種の顔）の検出に、および2）上丘の深層は、報酬刺激の出現を予測する時間的サリエンスを有する刺激の検出に関与することが明らかになった。

研究成果

• [国際共同研究] ブラジリア大学(ブラジル)
• [国際共同研究] ブラジリア大学生物学研究所(ブラジル)
• [国際共同研究] カルフォルニア大学デービス校(米国)
• [国際共同研究] 軍医大学医学部(ベトナム)
• [国際共同研究] 霊長類研究所/生物学研究所/ブラジリア大学(ブラジル)
• [国際共同研究] 人類学部門/カリフォルニア大学デービス校(米国)
• [国際共同研究] 教育および心理学部門/アヴェイロ大学(ポルトガル)
• [国際共同研究] 生理学講座/ベトナム軍医大学(ベトナム)
• [雑誌論文] Gamma oscillations in the superior colliculus and pulvinar in response to faces support discrimination performance in monkeys. (2019)
  • 著者名/発表者名: Le QV, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamura Y, Nguyen MN, Mao CV, Hori E, Maior RS, Tomaz C, Ono T, Nishijo H.
  • 雑誌名: Neuropsychologia 巻: － ページ: 87-95
  • DOI: 10.1016/j.neuropsychologia.2017.10.015
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Editorial: Limbic-Brainstem Roles in Perception, Cognition, Emotion, and Behavior. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishijo H, Rafal R, Tamietto M.
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 12 ページ: 395-395
  • DOI: 10.3389/fnins.2018.00395
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Superior Neuronal Detection of Snakes and Conspecific Faces in the Macaque Medial Prefrontal Cortex. (2018)
  • 著者名/発表者名: Dinh HT, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamura Y, Le QV, Hori E, Maior RS, Tomaz C, Tran AH, Ono T, Nishijo H.
  • 雑誌名: Cerebral Cortex 巻: in press 号: 6 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1093/cercor/bhx118
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pregenual anterior cingulate gyrus involvement in spontaneous social interactions in primates - evidence from behavioral, pharmacological, neuropsychiatric, and neurophysiological findings. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mao CV, Araujo MFP, Nishimaru H, Matsumoto J, Tran HA, Hori E, Ono T, Nishijo H.
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 11 ページ: 34-34
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fast detector/first responder: interactions between the superior colliculus-pulvinar pathway and stimuli relevant to primates. (2017)
  • 著者名/発表者名: Soares SC, Maior RS, Isbell LA, Tomaz C, Nishijo H.
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 11 ページ: 67-67
  • DOI: 10.3389/fnins.2017.00067
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Population coding of facial information in the monkey superior colliculus and pulvinar. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nguyen MN, Nishimaru H, Matsumoto J, Le QV, Hori E, Maior RS, Tomaz C, Ono T, Nishijo H.
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 10 ページ: 583-583
  • DOI: 10.3389/fnins.2016.00583
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Distinctive neuronal responses to snake images in the macaque subcortical visual pathway -a fear circuit embedded during primate evolution?- (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Dihn H, Le QV, Matsumoto J, Takamura Y, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Phyletic memory embedded in the olfactory and visual systems activates emotion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishijo H.
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Gamma oscillations in the macaque medial prefrontal cortex in response to snakes and conspecific faces. (2018)
  • 著者名/発表者名: Dinh HT, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamura Y, Hori E, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: 第41回日本神経科学会大会
• [学会発表] Monkey superior collicular neurons code the timing and the value of the reward. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Le QV, Matsumoto J, Takamura Y, Hori E, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: 第41回日本神経科学会大会
• [学会発表] Role of the extrageniculate visual pathway in innate recognition in primates. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishijo H, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamura Y, Ono T.
  • 学会等名: 10th Anokhin's reading, 2018 Jan 23-26. Moscow.
  • 招待講演
• [学会発表] Neuronal responses to snakes and conspecific faces in the macaque medial prefrontal cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Dinh HT, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamura Y, Le QV, Hori E, Ono T and Nishijo H.
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] The macaque medial prefrontal cortex neurons respond rapidly and strongly to images of snakes and emotional faces of conspecifics (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Dinh HT, Matsumoto J, Takamura Y, Le QV, Hori E, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: Neuroscience 2017, 2017 Nov 11-15, Washington, D.C.
  • 国際学会
• [学会発表] Strong and fast neuronal responses to snakes and conspecific faces in the macaque medial prefrontal cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Dinh HT, Nishimaru H, Matsumoto J, Takamur Y, Le QV, Hori E, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: 第40回日本科学神経大会. 2017 Jul 20-23. 幕張.
• [学会発表] ニホンザルの皮質下視覚経路のニューロンはヘビに対して強く素早く応答する． (2016)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史，Quan Van Le，Van Quang Le，松本惇平，高村雄策，堀悦郎，小野武年，西条寿夫
  • 学会等名: 日本情動学会第6回大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-12-10
• [学会発表] サル上丘および視床枕におけるニューロン集団よる顔情報の表現 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀 悦郎，Minh Nui Nguyen，西丸広史，松本淳平，高村雄策，小野武年，西条寿夫．
  • 学会等名: 日本情動学会第6回大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-12-10
• [学会発表] Snakes elicit stronger and early gamma oscillations in the superior colliculus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Le Van Quang，Quan Van Le，Hiroshi Nishimaru，Ha Trong Dinh，Jumpei Matsumoto，Yusaku Takamura，Taketoshi Ono，Hisao Nishijo.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Rapid detection of snakes and faces in the monkey superior collicular and pulvinar neurons in the subcortical visual pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Le QV, Nguyen MN, Matsumoto J, Takamura Y, Ono T, Nishijo H.
  • 学会等名: 25th meeting of the International Behavioral Neuroscience Society
  • 発表場所: Budapest, Hungary
  • 年月日: 2016-06-07
  • 国際学会