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視聴覚統合による物体認識に重要な脳内機構:エコーロケーションをモデルとした研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K16192
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関金沢医科大学

研究代表者

古山 貴文  金沢医科大学, 医学部, 助教 (20802268)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード視聴覚統合 / 光学計測 / クロスモーダル知覚
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、視聴覚統合による物体認識に重要な脳内機構を解明することである。多くの動物は複数感覚から得た情報を脳内で統合し、周囲の環境を把握している。複数感覚の統合は、円滑なコミュニケーションや適切な物体認識に重要である。本研究では、動物を被験体として、視覚―聴覚間の神経回路を明らかにし、その神経活動を任意操作することで、視聴覚統合による物体認識行動にどのような変化を与えているかを明らかにしていく。

研究成果の概要

本研究では、視聴覚統合による物体認識に重要な脳内機構を解明することを目的とし、げっ歯類およびコウモリを対象に、複数の部位の光学計測、電位計測実験を行った。その結果、コウモリの聴覚野では、エコーロケーション音に対して、広範囲で活動することが明らかになった。一方、スナネズミにおいては、種特異的なコミュニケーション音声を提示しても、活動の広さに変化は生じなかった。さらに、コウモリの網膜地図は、マウスやスナネズミなどと同様であることが明らかになった。この結果から、視覚の基礎的な情報処理は、他の動物と同様であるが、聴覚野におけるエコーロケーション音の処理機構においては特殊化されていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多感覚情報の統合機能は高次脳機能の1つであり、感覚統合の異常は自閉症などの発達障害に密接に関係している。特にヒトにおいて視聴覚統合は、音声と事物を対応させる言語発達に重要である。本研究では、広範囲の光学計測法を用いて、コウモリの基礎的な視覚情報処理機構およびエコーロケーションに特殊化した聴覚野の処理機構を明らかにした。今後、視覚野におけるエコーロケーション音の処理機構が明らかになることで、視聴覚統合による物体認識の生物学的基盤の解明だけでなく、ヒトの言語発達障害のメカニズム解明や治療法につながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] How frequency processing affects the sound-induced flash illusion?2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Yu Masago, Takafumi Furuyama, Kohta I. Kobayasi
    • 雑誌名

      Acoustical Science and Technology

      巻: 41 号: 1 ページ: 334-336

    • DOI

      10.1250/ast.41.334

    • NAID

      130007782664

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • 年月日
      2020-01-01
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Auditory cortical activity elicited by infrared laser irradiation from the outer ear in Mongolian gerbils.2020

    • 著者名/発表者名
      Tamai Y, Ito Y, Furuyama T, Horinouchi K, Murashima N, Michimoto I, Hishida R, Shibuki K, Hiryu S, Kobayasi KI
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 10 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0240227

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Serotonergic control of GABAergic inhibition in the lateral amygdala2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Ryo、Furuyama Takafumi、Sugai Tokio、Ono Munenori、Pare Denis、Kato Nobuo
    • 雑誌名

      Journal of Neurophysiology

      巻: 123 号: 2 ページ: 670-681

    • DOI

      10.1152/jn.00500.2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Activities of dopamine transporter positive neurons in the dorsal raphe region during the head-fixed fear conditioning2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Furuyama, Ryo Yamamoto, Qin Zhao, Munenori Ono, and Nobuo Kato
    • 学会等名
      動物心理学会 第81回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 音圧レベルが恐怖条件づけ時の防御行動に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      古山貴文,山本亮,小野宗範, 加藤伸郎
    • 学会等名
      第68回 中部日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 機能的に同定したマウス聴覚野サブ領野への聴覚視床を経由した2シナプス経路の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 哲史, 劉 麗, 古山 貴文, 小野 宗範
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 聴神経へのレーザー照射は聴覚知覚を生み出すか?2020

    • 著者名/発表者名
      玉井 湧太, 上中 望生, 伊藤 優樹, 兎田 幸司, 古山 貴文, 飛龍 志津子, 小林 耕太
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MAP2遺伝子の欠損が聴覚に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      田中 一樹, 宮坂 知宏, 原田 彰宏, 伊藤 優樹, 古山 貴文, 小林 耕太
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The selective response to communication sounds in auditory cortex of Mongolian gerbils2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Furuyama, Taisei Minei, Rina Hayase, Kohta I Kobayasi
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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