動作と認知のカテゴリー化と操作の脳内表現

• 研究課題/領域番号: 19300139
• 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・筋肉生理学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 虫明 元 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80219849)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2009年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2008年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2007年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 大脳皮質 / 高次機能 / 神経生理学 / 運動野 / 前頭前野 / 両手動作 / 細胞活動 / 動作 / カテゴリー

研究概要

前頭葉には、動作の制御に関わる多数の運動野と前頭前野が存在する。両手動作の順序動作を記憶に基づいて行えるように訓練して、その情報表現を前頭葉の外側前頭前野と高次運動野から細胞活動を記録し解析した。すると細胞活動には特定の運動だけでなく複数の種類の動作に関わるカテゴリー的な応答を示した。カテゴリー的応答は階層性を反映しており前頭前野はより概念的であることを示していると判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Covert representation of second-next movement in the pre-supplementary motor area of monkeys (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Hosaka R, Mushiake H, Tanji J.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 101(4) ページ: 1883-1889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interval-time coding by neurons in the presupplementary and supplementary (2009)
  • 著者名/発表者名: Mita Akihisa, Mushiake Hajime, Shima Keisetsu, Matsuzaka Yoshiya, Tanji Jun
  • 雑誌名: motor areas nature neuroscience (AOP 2009. 3. 2) 12 ページ: 502-507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of the prefrontal cortex in problem solving International Review of Neurobiology (Elsevier) (2009)
  • 著者名/発表者名: Mushiake H, Sakamoto K, Saito N, Inui T., Aihara K, Tanji J
  • 雑誌名: International Review of Neurobiology Vol 85 2009-Advances in Pharmacology 85 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高次運動野による身体性認知行動制御-前補足運動野と補足運動野を中心に- (2009)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, 乾敏郎, 丹治順
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 27巻7号 ページ: 784-788
• [雑誌論文] Which object appeared longer? (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanji J, Mushiake H
  • 雑誌名: Neuron. 63 ページ: 148-149
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高次運動野による身体性認知行動制御-前補足運動野と補足運動野を中心に- (2009)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, 乾敏郎, 丹治順
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 27 ページ: 784-788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covert representation of second-next movement in the pre-supplementary motor area of monkeys. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Hosaka R, Mushiake H, 丹治順
  • 雑誌名: Journal of neurophysiology 101 ページ: 1883-1889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interval time coding by neurons in the presupplementary and supplementary motor areas (2009)
  • 著者名/発表者名: Mita A, 虫明元, Shima K, Matsuzaka Y, 丹治順
  • 雑誌名: Nature neuroscience 12 ページ: 502-507
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural activity in the human brain signals logical rule identification. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tachibana K, Suzuki K, Mori E, Miura N, Kawashima R, Horie K, Sato S, 丹治順, 虫明元
  • 雑誌名: Journal of neurophysiology 102 ページ: 1526-1537
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of the prefrontal cortex in problem solving. (2009)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, Sakamoto K, Saito N, 乾敏郎, Aihara K, 丹治順
  • 雑誌名: International review of neurobiology 85 ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Which object appeared longer? (2009)
  • 著者名/発表者名: 丹治順, 虫明元
  • 雑誌名: Neuron 63 ページ: 148-149
  • 査読あり
• [雑誌論文] Covert representation of second-next movement in the pre-suppl ementary motor area of monkeys (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Hosaka R, Mushiake H and Tanii J.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 101 ページ: 1883-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discharge Synchrony during the Transition of Behavioral Goal Representations Encoded by Discharge Rates of Prefrontal (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Mushiake H, Saito N, Aihara K, Yano M, Tanji J
  • 雑誌名: Neurons Cerebral Cortex 18 ページ: 2036-2045
  • 査読あり
• [雑誌論文] 運動学習-大脳皮質・基底核の観点から- (2008)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, 橘香織, 乾敏郎, 丹治順
  • 雑誌名: 総合リハビリテーション 36巻10号 ページ: 973-979
• [雑誌論文] 運動学習-大脳皮質・基底核の観点から- (2008)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, 橘香織, 乾敏郎, 丹治順
  • 雑誌名: 総合リハビリテーション 36 ページ: 973-979
• [雑誌論文] Decoding higher-order motor information from primate non-primary motor cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Mushiake H, Inui, Tanji J
  • 雑誌名: Technology and Health Care 15 ページ: 103-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Categorization of behavioral sequences in the prefrontal cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Shima K, Isoda M, Mushiake H, Tanji J
  • 雑誌名: Nature 445 ページ: 315-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concept based behavioural planning and lateral prefrontal cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Jun Tanji, Keisetsu Shima, Hajime Mushiake
  • 雑誌名: Trends in Cognitive Sciences 12 ページ: 528-534
  • 査読あり
• [雑誌論文] 目的志向性行動計画の神経機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 虫明元, 斉藤尚弘, 坂本寛一, 奥山澄人, 乾敏郎, 丹治順
  • 雑誌名: 脳21 第10巻4号 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Decoding higher-order motor information from primate non-primary motor cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Mushiake H, Inui and Tanji
  • 雑誌名: Technology and Health Care 15 ページ: 103-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Categorization of behavioral sequences in the prefrontal cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Shima K, Isoda M, Mushiake H and Tanji J
  • 雑誌名: Nature 445
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concept based behavioural planning and lateral prefrontal cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Jun Tanji, Keisetsu Shima, And Hajime Mushiake
  • 雑誌名: Trends in Cognitive Sciences 12 ページ: 528-534
  • 査読あり
• [学会発表] 新規運動準備器に見られる内側運動野LFPのβ振動の減少 (2010)
  • 著者名/発表者名: 保坂亮介, 中島敏, 虫明元, 合原一幸, 山口陽子
  • 学会等名: 日本物理学会春期大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 身体性認知神経科学の視点からみた認知行動の神経機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 虫明元
  • 学会等名: 第24回生体・生理工学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] (2009)
  • 著者名/発表者名: NAKAJIMA T, HOSAKA R, TANJI J, MUSHIAKE H
  • 学会等名: Activity of putative pyramidal neurons and interneurons in medial motor areas during performance of a memory-guided sequential motor task
  • 発表場所: Chicago USA
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Activity of putative pyramidal neurons and interneurons in medial motor areas during performance of a memory-guided sequential motor task Oct 20, 2009 Chicago USA (2009)
  • 著者名/発表者名: NAKAJIMA T, HOSAKA R, TANJI J, MUSHIAKE H
  • 学会等名: SFN39
  • 発表場所: Chicago USA
  • 年月日: 2009-10-20
• [学会発表] Platform for multi-function brain electrode system (2009)
  • 著者名/発表者名: Mushiake H
  • 学会等名: 第32回神経科学会名古屋
  • 発表場所: Nagoya JAPAN
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 身体を操作する脳と環境を操作する脳 サテライトシンポジウム脳・身体・機械の新たな結びつき (2009)
  • 著者名/発表者名: Mushiake H
  • 学会等名: 第32回神経科学会名古屋
  • 発表場所: Nagoya JAPAN
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] The influence of interrupting a memory-guided sequential motor task on prefrontal neuronal activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Miyazaki A, Mushiake H, Tanji J
  • 学会等名: 第32回神経科学会名古屋
  • 発表場所: Nagoya JAPAN
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] The interrupting effect of a visually-guided motor task on retrieval of a memorized motor sequence (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki A, Nakajima T, Shima K, Mushiake H
  • 学会等名: IUPS 2009 The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto JAPAN
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] (2009)The interrupting effect of a visually-guided motor task on retrieval of a memorized motor sequence (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki A, Nakajima T, Shima K, Mushiake H
  • 学会等名: IUPS 2009 The 36th Congress of the International Union of Physiological Sciences
  • 発表場所: Kyoto JAPAN
  • 年月日: 2009-07-30
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: S. OKUYAMA, H. MUSHIAKE, T. INUI, J. TANJI
  • 学会等名: Flexible behavior in numerosity based operation by monkeys
  • 発表場所: Washington DC USA
  • 年月日: 2008-11-18
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: T. NAKAJIMA, R. HOSAKA, H. MUSHIAKE, J. TANJ
  • 学会等名: Reference frame of action-related neuronal activity in the pre-supplementary motor area
  • 発表場所: Washington DC USA
  • 年月日: 2008-11-16
• [学会発表] Reference frame of action-related neuronal activity in the pre-supplem entary motor area (2008)
  • 著者名/発表者名: NAKAJIMA, R. HOSAKA, H. MUSHIAKE, J. TANJ
  • 学会等名: SFN38
  • 発表場所: Washington DC USA
  • 年月日: 2008-11-16
• [学会発表] 問題解決の枠組みからの前頭前野機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 虫明元
  • 学会等名: ニューロコンピューティング研究会 (NC)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] 問題解決の視点からの前頭前野機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 虫明元
  • 学会等名: 第41回 山口県 Neuroscience 研究会
  • 年月日: 2008-10-02
• [学会発表] 運動学習の神経基盤日本リハビリテーション医学会 (2008)
  • 著者名/発表者名: 虫明元
  • 学会等名: 近畿地方会第25回学術集会
  • 発表場所: 特定医療法人大道会森之宮病院 大阪
  • 年月日: 2008-09-06
• [学会発表] Relationship between Neural Activities and Local Field Potential in Medial Motor Areas of Awake Monkeys (2008)
  • 著者名/発表者名: Hosaka R, Nakajima T, Mushiake H, Aihara K
  • 学会等名: 第31回神経科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] Flexible behavior in numerosity-based operation task by monkeys (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuyama S. Tanji J, Inui T. Mushiake H
  • 学会等名: 第31回神経科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Second-next-movement-selective neuronal activity in the pre-supplementary and supplementary motor areas during a bimanual sequential motor task (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Hosaka R, Tanji J, Mushiake H
  • 学会等名: 第31回神経科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-09
• [学会発表] Involvement of the prefrontal cortex in dynamical representations in problem solving situations. XI WORKSHOP ON APOPTOSIS IN BIOLOGY AND MEDICINE (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime Mushiake
  • 学会等名: 第11回神経細胞死・変性による疾患ならびにその治療薬に関するワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Representation of the motor coordinates in neuronal activity of medial frontal motor cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T, Mushiake H, Hosaka R, Tanji J
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Behavioral analysis of Japanese monkeys during a numerosity-based operation task (2007)
  • 著者名/発表者名: Okuyama S. Mushiake H, Inui T. Tanji J
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Difference in transition of goal representation between putative pyramidal neurons and interneurons in the primate prefrontal cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Yoshida S, Mushiake H, Aihara K, Tanji J
  • 学会等名: 第30回神経科学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Action Planning and Motor Control サテライトシンポジウム「脳と心のメカニズム」 (2007)
  • 著者名/発表者名: Mushiake H.
  • 学会等名: Action Planning and Motor Control
  • 発表場所: 北海道札幌
  • 年月日: 2007-08-24
• [図書] 学習と脳 -器用さを護得する脳- (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保田競, 虫明 元, 宮井一郎
  • 総ページ数: 197
  • 出版者: サイエンス社
• [備考]
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/org/medical/10/index.html