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大脳メタ記憶神経回路の解明:光遺伝学による内省の因果的制御

研究課題

研究課題/領域番号 17H06161
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 神経生理学・神経科学一般
研究機関国立研究開発法人理化学研究所 (2018-2021)
順天堂大学 (2017)

研究代表者

宮下 保司  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40114673)

研究分担者 内山 安男  順天堂大学, 医学部, 特任教授 (10049091)
松崎 政紀  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (50353438)
小西 清貴  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90323609)
大木 研一  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (50332622)
研究期間 (年度) 2017-05-31 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
209,300千円 (直接経費: 161,000千円、間接経費: 48,300千円)
2021年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2020年度: 31,850千円 (直接経費: 24,500千円、間接経費: 7,350千円)
2019年度: 43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2018年度: 52,000千円 (直接経費: 40,000千円、間接経費: 12,000千円)
2017年度: 67,730千円 (直接経費: 52,100千円、間接経費: 15,630千円)
キーワード認知神経科学 / 磁気共鳴機能画像法 / 霊長類 / メタ記憶 / 光遺伝学 / 磁気刺激法 / 記憶
研究実績の概要

前年度から開始した松崎研究室との共同研究は順調に進捗し、マーモセットにおける高次認知課題を用いた初期の成果が得られ、1年以内には論文発表の見込みである。ヒトを被験者とした渡部博士のfMRI解析も順調に進捗し初期の成果が得られつつある。また、ArchTを用いる抑制的光遺伝学的介入の新規方法を論文発表した(Setsuie et al., iScience 2020):in vivoにおいては、in vitro における最適波長である532nmではなく、594nmのレーザー光照射が最も広範囲の大脳皮質を活性化できることを見出した。この結果は、サルの光遺伝学実験において、オプシン分子活性化波長とヘモグロビン等の脳内吸光分子の吸収波長の両方を最適化することが重要であることを示している。
本研究において既に同定した大脳前頭葉の複数領域は、記憶の種類毎に特異的に機能するメタ記憶読み出し領域であるが、これらから統一的な確信度判断を導くプロセスの解明のためにマカクサルを用いたfMRI解析を進めてきた。その結果、大脳後下頭頂葉(pIPL)が、読みだされたメタ記憶情報を統合してメタ判断を下す中心部位であることを見出した。更にpIPLから背側前帯状皮質(dACC)へと送られる信号が最終的な行動へと導くことも明らかになった(Miyamoto, Setsuie, Miyashita, in revision 2021)。
以上のように2019年度までの実験・研究は順調に進捗した。しかし、2020年2月以降のCOVID-19の影響は大きく、集中的なまとめ実験を行うべき2020年度の研究遂行が困難に直面し、2021年度においても研究遂行の為の十分な実験研究環境を整備することが困難であると考えられた為、2021年度における本基盤(S)研究費投入は妥当性を欠くと判断し、2021年度研究費申請を辞退することとした。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

評価記号
評価結果 (区分)

A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

報告書

(8件)
  • 2020 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Neuronal representations of reward-predicting cues and outcome history with movement in the frontal cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Kondo Masashi、Matsuzaki Masanori
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 34 号: 5 ページ: 108704-108704

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.108704

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Off-Peak 594-nm Light Surpasses On-Peak 532-nm Light in Silencing Distant ArchT-Expressing Neurons In Vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Setsuie Rieko、Tamura Keita、Miyamoto Kentaro、Watanabe Takamitsu、Takeda Masaki、Miyashita Yasushi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 7 ページ: 101276-101276

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101276

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A numerical study on efficient jury size2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 雑誌名

      Humanities and Social Sciences Communications

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1057/s41599-020-00556-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Perirhinal circuits for memory processing2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yasushi
    • 雑誌名

      Nature Reviews Neuroscience

      巻: 20 号: 10 ページ: 577-592

    • DOI

      10.1038/s41583-019-0213-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] More subjects are required for ventrolateral than dorsolateral prefrontal TMS because of intolerability and potential drop-out2019

    • 著者名/発表者名
      3.Han S, Ogawa A, Osada T, Suda A, Tanaka M, Nanjo H, Shimo Y, Hattori N, Konishi S
    • 雑誌名

      PLOS One

      巻: 14 号: 6 ページ: 0217826-0217826

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0217826

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MRI-based visualization of rTMS-induced cortical plasticity in the primary motor cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Tamura K†, Osada T†, Ogawa A, Tanaka M, Suda A, Shimo Y, Hattori N, Kamagata K, Hori M, Aoki S, Shimizu T, Enomoto H, Hanajima R, Ugawa Y, Konishi S († equal contribution)
    • 雑誌名

      PLOS One

      巻: 14 号: 10 ページ: 0224175-0224175

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224175

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Skeletal muscle function and need for long-term care of urban elderly people in Japan (the Bunkyo Health Study): a prospective cohort study2019

    • 著者名/発表者名
      Someya Yuki、Tamura Yoshifumi、Kaga Hideyoshi、Nojiri Shuko、Shimada Kazunori、Daida Hiroyuki、Ishijima Muneaki、Kaneko Kazuo、Aoki Shigeki、Miida Takashi、Hirayama Satoshi、Konishi Seiki、Hattori Nobutaka、Motoi Yumiko、Naito Hisashi、Kawamori Ryuzo、Watada Hirotaka
    • 雑誌名

      BMJ Open

      巻: 9 号: 9 ページ: e031584-e031584

    • DOI

      10.1136/bmjopen-2019-031584

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic laminar rerouting of inter-areal mnemonic signal by cognitive operations in primate temporal cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Takeda, M., Hirabayashi, T., Adachi, Y., and Miyashita, Y.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 4629-4629

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07007-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 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 primates2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Striatal subdivisions that coherently interact with multiple cerebrocortical networks2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 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 Inhibition2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conversion of object identity to object-general semantic value in the primate temporal cortex.2017

    • 著者名/発表者名
      Tamura, K., Takeda, M., Setsuie, R., Tsubota, T., Hirabayashi, T., Miyamoto, K., and Miyashita, Y.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 357 号: 6352 ページ: 687-692

    • DOI

      10.1126/science.aan4800

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 脳科学の未来と社会貢献2020

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      理化学研究所と産業界との交流会 第33回
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Beyond memory circuit: Origins of metamemory and retrospection in the primate.2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Necessity of the posterior parietal cortex in response inhibition revealed by fMRI and TMS.2019

    • 著者名/発表者名
      Osada Takahiro、Ohta Shinri、Ogawa Akitoshi、Tanaka Masizu Takahiro、Enomoto Hiroyuki、Hanaki、Suda Akimitsu、Kamagata Koji、Hori Masaaki、Aoki Shigeki、Shimo Yasushi、Hattori Nobutaka、Shimajima Ritsuko、Ugawa Yoshikazu、Konishi Seiki
    • 学会等名
      Human Brain Mapping Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial extent of rTMS-induced cortical plasticity in the primary motor cortex detected by resting-state fMRI.2019

    • 著者名/発表者名
      Tamura Kaori、Osada Tatahiro、Ogawa Akitoshi、Tanaka Masaki、Suda Akimitsu、Shimo Yasushi、Hattori Nobutaka、Kamagata Koji、Hori Masaaki、Aoki Shigeki、Shimizu Takahiro、Enomoto Hiroyuki、Hanajima Ritsuko、Ugawa Yoshikazi、Konishi Seiki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beyond memory circuit: Origins of metamemory and retrospection in the primate.2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A neuroanatomical basis linking perceptual inflexibility to cognitive rigidity in autism.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      49th Annual meeting of the society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial extent of rTMS-induced cortical plasticity in the primary motor cortex detected by resting-state fMRI.2019

    • 著者名/発表者名
      Tamura Kaori, Osada Takahiro, Ogawa Akitoshi,Tanaka Masaki, Suda Aitsu, kimShimo Yasushi, Hattori Nobutaka, Kamagata Koji, Hori Masaaki, Aoki Shigeki, Shimizu Takahiro, Enomoto Hiroyuki, Hanajima Ritsuko, Ugawa Yoshikazu, Konishi Seiki
    • 学会等名
      49th Annual meeting of the society for Neuroscience 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Timescales in autistic brains.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Data-driven approach to illustrate brain dynamics and its application.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      生理学研究所研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Atypicality in local and global brain dynamics in autism.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      日本精神神経学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Necessity of the posterior parietal cortex in response inhibition revealed by fMRI and TMS.2019

    • 著者名/発表者名
      Osada Takahiro, Ohta Shinri, Ogawa Akitoshi, Tanaka Masaki, Suda Akimitsu, Kamagata Koji, Hori Masaki, Aoki Shigeki, Shimo Yasushi, Hattori Nobutaka, Shimizu Takahiro, Enomoto Hiroyuki, Hanajima Ritsuko,Ugawa Yoshikazu, Konishi Seiki
    • 学会等名
      Organization for Human Brain Mapping Annual Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [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 Shuyan, Osada Takahiro, Ogawa Akitoshi, Tanaka Masaki, Kamagata Koji, Hori Masaaki, Aoki Shigeaki, Shimizu Takahiro, Enomoto Hiroyuki, Hanajima Ritsuko, Ugawa Yoshikazu, Konishi Seiki
    • 学会等名
      The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Beyond memory circuits: Origin of our metamemory and self-reflection.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [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 Kentaro, Setsuie Rieko, Osada Takahiro, Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      48th Annual meeting of the society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neural retainability in autism.2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      48th Annual meeting of the society for Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Associations between atypicality in local neural retainability and core symptoms of autism2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      第2回ヒト脳イメージング学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Causal role of the frontopolar cortex for metacognitive judgement on non-experienced.2018

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kentaro, Setsuie Rieko, Osada Takahiro, Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Brain dynamics underlying typical and atypical intelligence.2018

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Takamitsu
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [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 Kentaro、Setsuie Rieko、Osada Takahiro、Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience’s 48th Annual Meeting.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ArchT-mediated optogenetic inhibition in vivo by red-shifted off-peak 594 nm light compared with that by on-peak 532 nm light.2017

    • 著者名/発表者名
      Setsuie Rieko、Tamura Keita、Takeda Masaki、Miyamoto Kentaro、Miyashita Yasushi
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] The History of Neuroscience in Autobiography2020

    • 著者名/発表者名
      Yasushi. Miyashita
    • 総ページ数
      40
    • 出版者
      Society for Neuroscience
    • ISBN
      9780916110031
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 理化学研究所脳神経科学研究センター高次認知機能動態研究チーム

    • URL

      https://www.riken.jp/research/labs/cbs/cogn_circ_dyn/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 順天堂大学大学院医学研究科神経生理学

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/physio-1/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] From Neuron to Cognition: the Past, Present and Future of the Neuronal Circuit Doctrine2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-06-01   更新日: 2023-10-16  

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