霊長類における出典記憶大脳ネットワークの解明：fMRI・光遺伝学の複合アプローチ

• 研究課題/領域番号: 16K18367
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 長田 貴宏 順天堂大学, 医学部, 准教授 (00456104)
• 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: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 機能的磁気共鳴画像法 / 前頭葉 / 記憶 / 霊長類 / 神経活動不活性化 / fMRI / マカクサル / 出典記憶 / 神経活動不活化 / 光遺伝学 / 前頭前野

研究成果の概要

本研究は、出来事の起きた時間的文脈の記憶を調べる時間順序識別記憶課題を用いて、大脳記憶ネットワークにおける前頭葉の果たす役割の解明を目的とした。機能的磁気共鳴画像法（fMRI）により同定された課題遂行中に活動する脳領域から構成されるネットワークについて検討し、前頭葉領域を神経活動不活性化したところ、課題遂行に影響が出ることが認められた。さらに、fMRIで同定された脳領域・ネットワークに対しての介入の適用を広げ、反応抑制ネットワークやメタ記憶ネットワークについて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、fMRIにより同定された脳領域・ネットワークに対し、介入手法を組み合わせ、(1) 時間的文脈での出典記憶に関わる前頭葉の役割、(2) 反応抑制に関わる大脳ネットワーク、(3) メタ記憶に関わる大脳ネットワークについて明らかにした。これらは、記憶想起に関わる大脳ネットワークの作動原理など、さまざまな認知機能の関わる神経機構の解明につながると考えられる。また、これらの成果は、高次認知機能脳障害の診断や治療法の確立につながることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] An Essential Role of the Intraparietal Sulcus in Response Inhibition Predicted by Parcellation-Based Network. (2019)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Ohta S, Ogawa A, Tanaka M, Suda A, Kamagata K, Hori M, Aoki S, Shimo Y, Hattori N, Shimizu T, Enomoto H, Hanajima R, Ugawa Y, Konishi S.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 39 号: 13 ページ: 2509-2521
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2244-18.2019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Striatal subdivisions that coherently interact with multiple cerebrocortical networks (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa A†, Osada T†, Tanaka M, Hori M, Aoki S, Nikolaidis A, Milham MP, Konishi S († equal contribution)
  • 雑誌名: Human Brain Mapping 巻: 39 号: 11 ページ: 4349-4359
  • DOI: 10.1002/hbm.24275
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Within-Subject Correlation Analysis to Detect Functional Areas Associated With Response Inhibition (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Tomoko、Ogawa Akitoshi、Osada Takahiro、Jimura Koji、Konishi Seiki
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 12 ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fnhum.2018.00208
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reversible silencing of the frontopolar cortex selectively impairs metacognitive judgment on non-experience in primates (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto K, Setsuie R, Osada T, Miyashita Y
  • 雑誌名: Neuron 巻: 97 号: 4 ページ: 980-987
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2017.12.040
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional subdivisions of the hypothalamus using areal parcellation and their signal changes related to glucose metabolism (2017)
  • 著者名/発表者名: Osada Takahiro、Suzuki Ruriko、Ogawa Akitoshi、Tanaka Masaki、Hori Masaaki、Aoki Shigeki、Tamura Yoshifumi、Watada Hirotaka、Kawamori Ryuzo、Konishi Seiki
  • 雑誌名: NeuroImage 巻: 162 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.08.056
  • 査読あり
• [雑誌論文] Causal neural network of metamemory for retrospection in primates (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K., Osada, T., Setsuie, R., Takeda, M., Tamura, K., Adachi, Y., and Miyashita, Y.
  • 雑誌名: Science 巻: 355 号: 6321 ページ: 188-193
  • DOI: 10.1126/science.aal0162
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lateral-medial dissociation in orbitofrontal cortex-hypothalamus connectivity (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirose S†, Osada T†, Ogawa A, Tanaka M, Wada H, Yoshizawa Y, Imai Y, Machida T, Akahane M, Shirouzu I, Konishi S († equal contribution)
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 10 ページ: 244-244
  • DOI: 10.3389/fnhum.2016.00244
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Functional connectivity changes after rTMS used to detect plasticity decline associated with obesity (2019)
  • 著者名/発表者名: Han S, Osada T, Ogawa A, Tanaka M, Hori M, Aoki S, Shimizu T, Enomoto H, Hanajima R, Ugawa Y, Konishi S
  • 学会等名: FAOPS 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Causally essential neural network for performing metacognitive judgement on experience and ignorance in primates (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto K, Setsuie R, Osada T, Miyashita Y
  • 学会等名: Neuroscience 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Localisation and reversible silencing of metacognition networks for experienced and non-experienced events in primates (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto K, Setsuie R, Osada T, Miyashita Y
  • 学会等名: 11th FENS Forum of Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Striatal subdivisions interacting with multiple cerebrocortical networks (2018)
  • 著者名/発表者名: 小川 昭利、長田 貴宏、田中 政輝、堀 正明、青木 茂樹、Aki Nikolaidis、Michael P Milham、小西 清貴
  • 学会等名: 第2回 ヒト脳イメージング研究会
• [学会発表] Causal role of the frontopolar cortex for metacognitive judgement on non-experienced events in primates (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮本 健太郎、節家 理恵子、長田 貴宏、宮下保司
  • 学会等名: 第41回 日本神経科学大会
• [学会発表] Areal parcellation and nucleus-level analysis of human hypothalamus using high-resolution fMRI (2017)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Suzuki R, Ogawa A, Tanaka M, Hori M, Aoki S, Tamura Y, Watada H, Kawamori R, Konishi S
  • 学会等名: The 3rd Congress, International Academy of Sportology
  • 国際学会
• [学会発表] Connectivity-based parcellation of human hypothalamus revealed by high-resolution resting-state fMRI (2017)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Ogawa A, Tanaka M, Hori M, Aoki S, Konishi S
  • 学会等名: 第40回 日本神経科学大会
  • 国際学会
• [学会発表] 高空間解像度fMRIによるヒト視床下部の機能的分割および核単位機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長田 貴宏、鈴木 瑠璃子、小川 昭利、田中 政輝、堀 正明、青木 茂樹、田村 好史、綿田裕孝、河盛 隆造、小西 清貴
  • 学会等名: 第1回 ヒト脳イメージング研究会
• [学会発表] Parcellation of human hypothalamus using high-resolution resting-state fMRI (2016)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Ogawa A, Tanaka M, Hori M, Aoki S, Konishi S
  • 学会等名: Neuroscience 2016（北米神経科学大会2016）
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Heterogeneity of orbitofrontal cortex with reference to hypothalamus (2016)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Hirose S, Ogawa A, Tanaka M, Wada H, Yoshizawa Y, Imai Y, Machida T, Akahane M, Shirouzu I, Konishi S
  • 学会等名: 5th Biennial Conference on Resting State and Brain Connectivity 2016
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 国際学会
• [学会発表] Neuroanatomical basis of orbitofrontal-hypothalamic interaction revealed by areal parcellation (2016)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Hirose S, Ogawa A, Tanaka M, Wada H, Yoshizawa Y, Imai Y, Machida T, Akahane M, Shirouzu I, Konishi S
  • 学会等名: OHBM 2016 Annual Meeting
  • 発表場所: Geneva, Switzerland
  • 国際学会
• [学会発表] Hierarchical prefrontal network arising from frontal pole area 10 during contextual memory retrieval in macaques (2016)
  • 著者名/発表者名: Osada T, Adachi Y, Miyamoto K, Jimura K, Setsuie R, Watanabe T, Miyashita Y
  • 学会等名: 第39回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [学会発表] Orbitofrontal-hypothalamic functional interaction revealed by high-resolution resting-state fMRI (2016)
  • 著者名/発表者名: Ogawa A, Osada T, Hirose S, Tanaka M, Wada H, Yoshizawa Y, Imai Y, Machida T, Akahane M, Shirouzu I, Konishi S
  • 学会等名: 第39回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [備考] 前頭極は未経験の出来事に対するメタ認知判断をつかさどる
  • URL: http://first.lifesciencedb.jp/archives/17897
• [備考] 「無知の知」はどのように生み出される？ - 前頭極が未知の出来事への自信の判断を司る
  • URL: https://academist-cf.com/journal/?p=7024