| 研究課題/領域番号 |
16K06984
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
神経生理学・神経科学一般
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
大城 朝一 東北大学, 医学系研究科, 助教 (40311568)
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| 研究協力者 |
八尾 寛 東北大学, 生命科学研究科, 名誉教授
虫明 元 東北大学, 大学院医学系研究科, 教授
柳川 右千代 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授
DeAngelis Gregory C. ロチェスター大学, Center for Visual Science, 教授
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | Divisive normalization / multisensory integration / inhibitory neurons / neural oscillation / EEG / 異種感覚統合 / 光遺伝学 / 抑制性神経細胞 / 体性感覚 / infra-slow oscillation / neuro-vascular coupling / 抑制性細胞 / 神経活動における非線形性 / 血管運動 / システム神経生理学 / 行動と脳機能 |
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| 研究成果の概要 |
異種感覚統合(multisensory integration)を司る神経細胞は外界からの刺激に対して複雑な非線形応答を示すことが知られている。この現象を単純な数式で説明するために神経活動正規化（Divisive normalization）モデルを提唱した。そしてこのモデルが予想する新たな異種感覚統合現象をラット大脳皮質体性感覚野とマカクザル頭頂葉感覚連合野において初めて確認した。さらに、正規化モデルが予想する神経活動の発振現象を詳しく解析するためにセラミックを用いた新しいデザインの電極ガイドを開発した。この新しい電極を用いて覚醒中ラットから長期間安定して神経活動記録を行えることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々は視覚、聴覚といった異なる感覚モダリティーを通じて外界を知覚する。これまでの研究から異種感覚の脳内統合は単純な足し算では説明できない非線形性の強い過程である事が示唆されている。本研究では、神経活動正規化メカニズムと呼ばれるアイディアを用いてこれらの現象を簡単に説明し、かつ、そのモデルが予測する新たな現象を大脳の初期知覚過程と高次感覚連合過程の両方において見出すことに成功した。この結果は、神経活動正規化メカニズムは脳における普遍的な計算原理の一つである事を強く示唆するものである。さらに癲癇といった神経活動の異常発振現象も同じメカニズムで説明でき、本研究結果を治療に役立てる事が期待できる。
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