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連合学習における脳領域間ニューラルネットワーク可塑的変化の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16K09732
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 神経内科学
研究機関創価大学

研究代表者

根本 正史  創価大学, 公私立大学の部局等, その他 (80370980)

研究分担者 木暮 信一  創価大学, 理工学部, 教授 (10133448)
川井 秀樹  創価大学, 理工学部, 准教授 (90546243)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード脳活動イメージング / 神経可塑性 / 連合学習 / ニューラルネットワーク / 神経機能画像
研究成果の概要

本研究の目的は、学習・記憶のメカニズムを脳領域間のニューラルネットワークの可塑的変化として捉え,その基盤の上に出現する脳活動の変化をmesoscopicなレベルで可視化することである。脳活動は、げっ歯類大脳皮質においてヘモグロビン濃度変化に由来する内因性光信号で描出した。その結果、二つのモダリティ(体性感覚と視覚)の感覚刺激を時間的に接近して与えると、脳領域間で活動の相互作用が生じていた。次いで、後肢に二種類の振動刺激与え、標的刺激を弁別しレバーを押すオペラント条件づけを行い、学習前後で脳活動を描出した。学習後に賦活領域の縮小が観察されたが、麻酔深度等の影響もあり今後覚醒下実験が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢期を迎えても,心身ともに健康な社会生活を営む為に,認知症を予防し,学習能力・記憶力を保持することは,個人においてのみならず,超高齢化社会に突入した我が国においても喫緊の社会的課題である。このような背景の中で,学習・記憶のメカニズムを解明し,その障害の治療法を確立することは,医学における最重要テーマの一つである。本研究は,学習・記憶が脳領域間のニューラルネットワークの可塑的変化を基盤として成立すると捉え、この変化をmesoscopicレベルで可視化する。これらのテクノロジーは、学習・記憶のメカニズム解明のみならず、これに影響を与える薬物や行動、睡眠、運動等の効果判定に役立つものと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] In situ estimation of optical properties of rat and monkey brains using femtosecond time-resolved measurements.2019

    • 著者名/発表者名
      Hoshi Y, Tanikawa Y, Okada E, Kawaguchi H, Shimizu K, Nemoto M, Kodama T, Watanabe M.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9165-9165

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45736-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Cell morphology-specific nicotine regulation of excitatory synapse in mouse auditory cortex2019

    • 著者名/発表者名
      T. Nagayama, R. Metherate, H. D. Kawai
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oligodendrocyte progenitor cells during development and upon sensory loss in mouse visual cortex2019

    • 著者名/発表者名
      H. Shin, H. D. Kawai
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連合学習における皮質脳血液量解析2018

    • 著者名/発表者名
      播磨勇気,木暮信一,根本正史
    • 学会等名
      第21回日本ヒト脳機能マッピング学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェラブルカメラを用いたラット感覚野における光学的脳活動イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      播磨勇希 根本正史 川井秀樹 木暮信一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウェラブルカメラを用いたラット感覚野における光学的脳活動イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      播磨勇希 根本正史 川井秀樹 木暮信一
    • 学会等名
      第94回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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