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ゴール指向的なオブジェクト操作の神経機構

研究課題

研究課題/領域番号 20020003
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
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) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
2009年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2008年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
キーワード前頭前野 / サル / アトラクター / ゴール指向的行動 / 細胞活動 / 同期
研究概要

ゴール指向的な行動では、ゴールに到達するために複数の行動を順序だてて適切な行動選択をする。そのために、最初に与えられた最終ゴールの情報から、一連の行動をプランニングし、最初に行う即時ゴールを決定し実行を始める。これらの細胞活動の神経機構を説明するために、多安定アトラクター回路を用いた神経モデルを構築し、その動作を確認した。4種類の細胞からなる回路は、相互に興奮性抑制性の結合をしており、複数の安定状態が存在する。またこれらとは別に入力または出力に関連する細胞群がある。
二つの最終ゴールから二つの即時ゴールの変換する過程を、多安定性の様相の違いとして捉える。動作としては、最終ゴールの情報の入力がある時期には、多安定アトラクターは最終ゴールの選択をする回路の状態になっており、入力があると、最終ゴールを表現するどちらかの状態に引き込まれる。また時間とともに活動が減衰してくると、今度は即時ゴールの選択を行う回路の状態に変化し、神経回路はどちらかの即時ゴールの表現に引き込まれる。このような多安定アトラクターモデルは、その安定性をきめるアトラクター状態そのものを変化させることで、情報表現の変換を自発的に非常に融通性をもって表現できる。このような情報変換の機構は、単純な刺激-反応連合では困難な多次元の情報の時間的な動的変換に適切であり、前頭前野の機能を理解するうえで大切な役割を果たしていると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [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

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covert representation of second-next movement in the pre-supplementary motor area of monkeys2009

    • 著者名/発表者名
      Nakajima T, Hosaka R, Mushiake H, Tanji J
    • 雑誌名

      Journal of neurophysiology 101

      ページ: 1883-1889

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interval time coding by neurons in the presupplementary and supplementary motor areas2009

    • 著者名/発表者名
      Mita A, Mushiake H, Shima K, Matsuzaka Y, Tanji J
    • 雑誌名

      Nature neuroscience 12

      ページ: 502-507

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neural activity in the human brain signals logical rule identification2009

    • 著者名/発表者名
      Tachibana K, Suzuki K, Mori E, Miura N, Kawashima R, Horie K, Sato S, Tanji J, Mushiake H
    • 雑誌名

      Journal of neurophysiology 102

      ページ: 1526-1537

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of the prefrontal cortex in problem solving2009

    • 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 85

      ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of the prefrontal cortex in problem solving(in press)2009

    • 著者名/発表者名
      Mushiake H, Sakamoto K, Saito N, Inui T., Aihara K and Tanji J
    • 雑誌名

      International Review of Neurobiology 85(in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discharge Synchrony during the Transition of Behavioral Goal Representations Encoded by Discharge Rates of Prefrontal Neurons2008

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakamoto, Hajime M ushiake, Naohiro Saito,Kazu yuki Aihara, Masafumi Yano and Jun Tanji
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex 18

      ページ: 2036-45

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Activity of putative pyramidal neurons and interneurons in medial motor areas during performance of a memory-guided sequential motor task2009

    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] (2009)The interrupting effect of a visually-guided motor task on retrieval of a memorized motor sequence2009

    • 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
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal synchrony during the transition of behavioral-goal representa tion in the prefrontal cortex2008

    • 著者名/発表者名
      K. SAKAMOTO, H. MUSHIA KE, N. SAITO, K. AIHARA, J . TANJI
    • 学会等名
      SFN
    • 発表場所
      Washington DC USA
    • 年月日
      2008-11-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.med.tohoku.ac.Worg/medical/10/index.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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