| 研究課題/領域番号 |
19K07801
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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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| 審査区分 |
小区分51020:認知脳科学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
池添 貢司 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (10596430)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 小脳 / プルキンエ細胞 / 運動 / 符号化モデル / 線形モデル / 複雑スパイク / 機能構築 / マウス / 歩行運動 / 運動学習 / 歩行 / 神経科学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
意図した速度で移動するために脳は、時間とともに変化する内的・外的環境にあわせて運動指令を生成する必要がある。本研究ではこの適応制御の神経基盤を明らかにする。この制御には運動指令から予測される歩行速度と実際の歩行速度とのミスマッチ情報が必要である。歩行中のマウスに対して歩行速度推定の手掛かりとなる感覚入力を操作し、小脳細胞によるミスマッチ情報の符号化様式を明らかにする。また、光遺伝学による神経活動操作を行い歩行速度の適応制御に対する小脳の因果的寄与を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、運動課題を行うマウスのプルキンエ細胞の活動に対して、一般化線形モデルと機械学習的方法を用いた符号化モデルを適用したところ、発火数の少ない小脳皮質プルキンエ細胞の複雑スパイクの、複数の行動パラメータに対する応答を記述することできた。プルキンエ細胞は運動感覚関連情報や非運動情報の符号化していることが示唆された。歩行運動時の活動についても同様の解析を適用し、歩行運動時の小脳皮質細胞による情報符号化様式を明らかにする予定である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
小脳プルキンエ細胞の複雑スパイクは運動制御や運動学習に寄与しているが、多変数の運動パラメータや非運動情報がどのように符号化されているかあまり検討されていない。本研究では多数の運動パラメータと非運動情報が、個々のプルキンエ細胞の少ない複雑スパイクで符号化されていることを明らかにした。このことは小脳皮質における情報符号化様式の解明に寄与することができる。将来的には、効果的な運動学習法の開発や、小脳の構造を反映した新しい人工知能の開発に寄与する可能性がある。
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