錯覚現象の基盤となる局所回路の解明

• 研究課題/領域番号: 21650057
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 認知科学
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 駒井 章治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (50420469)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 錯視 / 行動 / 神経回路 / in vivo / イメージング / 視覚弁別課題 / マウス

研究概要

本研究では特定少数の神経細胞に対し選択的に光感受性チャネル蛋白質をレンチウイルスベクターを利用し導入することにより、大脳皮質体性感覚野および聴覚野、視覚野における情報処理、特にイリュージョン(錯覚)を生理、行動学的に明らかにし、動物個体が特定の行動を示しているときの神経局所回路がどのような情報を処理しているのかについて検討する。
現在までのところ、齧歯類、特にバイオリソースの豊富なマウスに対して視覚弁別課題を負荷し、刺激の有無が弁別できるように訓練を行えた。タッチパネルを利用し、強化子との随伴性を強くすることによって、より詳細な弁別課題を行い、主観的輪郭像の視覚認知に関連した神経回路の同定を目指してきた。世界的にはいくつかの成功例が報告されてはいるものの、我々の研究室で利用可能なシステムを視野角や提示する刺激の条件の確定、タッチパネルの最適化など様々な要素に関して検討を行ってきた。現在までのところ2つの視覚刺激の弁別課題に成功し、今後はこの課題を用いて認知機能の神経基板の解明を目指す予定である。
一方で、多数の神経細胞の活動を同時に観察することが可能な2光子レーザー走査顕微鏡の開発や光感受性タンパク質をコードするウイルスベクター、トランスジェニック動物の作成にも着手しており、来年度の早い段階での完成を目指す。これらのツールを利用することによって脳の最小機能単位のあぶり出しと、瞬時に認知過程を変換しうる神経基盤の解明から、脳の情報処理の基本原理の理解につながるものと考えられる。