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単一ニューロンから領野まで統合的に解析する全脳記録法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24300148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 融合脳計測科学
研究機関同志社大学

研究代表者

高橋 晋  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (20510960)

研究分担者 藤山 文乃  同志社大学, 大学院脳科学研究科, 教授 (20244022)
連携研究者 櫻井 芳雄  同志社大学, 大学院脳科学研究科, 教授 (60153962)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2012年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード全脳記録 / 全脳記録法 / 脳波 / マルチニューロン活動
研究成果の概要

本研究では、神経細胞活動と脳波を安定的に同時記録する全脳記録法を確立した。具体的には、脳深部にアクセスするため、3Dプリンタを活用し、動物でのテスト実験を繰り返すことで、脳深部マルチニューロン活動・局所脳波記録用電極を頭部固定し、それぞれを独立に可動できるマイクロドライブを開発することができた。本研究において開発した記録法の性能を評価したところ、動物が歩行している際の神経細胞の活動パターンが、立ち止まっている際には約10倍速の早送りモードで再現されていることを解明することができた。この結果は、本研究において開発した技術の性能が、動物が将来に行う動きを予測できるほど高性能であることを示している。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 海馬にある場所細胞群の活動から意図した移動行動を解読する2016

    • 著者名/発表者名
      高橋晋
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 34 ページ: 164-167

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Episodic-like memory trace in awake replay of hippocampal place cell activity sequences2015

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 4 ページ: 1-22

    • DOI

      10.7554/elife.08105

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Theta oscillation and neuronal activity in rat hippocampus are involved in temporal discrimination of time in seconds2015

    • 著者名/発表者名
      Nakazono, T., Sano, T., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnsys.2015.00095

    • NAID

      120005947020

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 大脳基底核を巡る伝導路2015

    • 著者名/発表者名
      高橋晋、藤山文乃
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 33 ページ: 767-771

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] 大脳基底核を巡る伝導路2015

    • 著者名/発表者名
      高橋 晋、藤山文乃
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Morphological elucidation of basal ganglia circuits contributing reward prediction2015

    • 著者名/発表者名
      2.Fujiyama, S., Takahashi, S., and Karube, F.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: 9:6 ページ: 1-8

    • DOI

      10.3389/fnins.2015.00006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 脳内ナビゲーション・システム ―場所細胞と格子細胞の発見2015

    • 著者名/発表者名
      高橋 晋
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 525 ページ: 22-26

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Volitional enhancement of firing synchrony and oscillation by neuronal operant conditioning: interaction with neurorehabilitation and brain-machine interface.2014

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, Y., Song, K., Tachibana, S. and Takahashi, S.
    • 雑誌名

      Frontiers in Systems Neuroscience

      巻: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fnsys.2014.00011

    • NAID

      120005385894

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oscillatory interaction between amygdala and hippocampus coordinates behavioral modulation based on reward expectation.2013

    • 著者名/発表者名
      Terada, S., Takahashi, S., and Sakurai, Y.
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 7 (177) ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2013.00177

    • NAID

      120005349005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse synchrony of firing reflects diverse cell-assemlby coding in the prefrontal cortex2013

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, Y., Nakazono, T., Ishino, S., Terada, S., Yamaguchi, K. and Takahashi, S.
    • 雑誌名

      Journal of Physiology-Paris

      巻: 107 号: 6 ページ: 459-470

    • DOI

      10.1016/j.jphysparis.2013.05.004

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the neural substrate for supporting episodic memory in the hippocampus from a place cell perspective2013

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S.
    • 雑誌名

      Japanese Psychological Review

      巻: 56 ページ: 186-200

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical organization of context in the hippocampal episodic code2013

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 2 ページ: 1-17

    • DOI

      10.7554/elife.00321

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Transfer of operantly conditioned firings between different neuron groups with BMI in rats2015

    • 著者名/発表者名
      Song, K., Takahashi, S., Sakurai Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ルールスイッチングにおけるラット海馬のシータ・ガンマカップリング2015

    • 著者名/発表者名
      中園智晶、高橋晋、櫻井芳雄
    • 学会等名
      第24 回海馬と高次脳機能学会
    • 発表場所
      岐阜市、岐阜県
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 海馬場所細胞群の活動リプレイは記憶に基づくナビゲーション計画を表現する2015

    • 著者名/発表者名
      高橋晋
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸市、兵庫県
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ルール学習中のラット海馬におけるシータ―ガンマ・カップリングはガンマ波のタイプによって異なる2015

    • 著者名/発表者名
      中園智晶、高橋晋、櫻井芳雄
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸市、兵庫県
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Rule switching affects cross-frequency couplings in rat hippocampus2015

    • 著者名/発表者名
      Nakazono, T., Takahashi, S., Sakurai, Y.
    • 学会等名
      5th International Conference on Cognitive Neurodynamics 2015
    • 発表場所
      Sanya, China
    • 年月日
      2015-06-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hippocampal-prefrontal coordination is involved in recall of learned sequences in rats2014

    • 著者名/発表者名
      Ishino, S., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      2014-11-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Timed pauses of simple spikes and up-and-down patterns of deep cerebellar nucleus activity code cerebellar temporal processing during voluntary movement tasks2014

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, K., Takahashi, S. and Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 衝動性の制御における内側前頭皮質の機能と可塑性を解明するためのブレイン―マシン・インターフェイス2014

    • 著者名/発表者名
      立花 湘太,高橋 晋,櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病症状を改善する閉回路式脳深部刺激法の開発に向けた試み2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 晋
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ラット皮質におけるオペラント条件づけした発火のニューロン集団間での転移2014

    • 著者名/発表者名
      宋 基燦,高橋 晋,櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 学習した系列の想起に関連する海馬-前頭連合野ネットワークの協調的活動2014

    • 著者名/発表者名
      石野 誠也、高橋 晋、櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ラット海馬シータオシレーションは時間間隔弁別に関与する2014

    • 著者名/発表者名
      中園 智晶、高橋 晋、櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rule switching affects theta-gamma coupling in rat hippocampus2013

    • 著者名/発表者名
      Nakazono, T, Takahashi, S. and Sakurai, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 海馬は文脈情報を階層化してエピソードを形成する2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 晋
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ラット淡蒼球外節の投射様式を領域ごとに解析する2013

    • 著者名/発表者名
      藤山 文乃,中野 隆,松田 和郎,呉 胤美,水谷 和子,古田 隆寛,苅部 冬紀,高橋 晋,雲財 知,宇田川 潤,金子 武嗣
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ラット淡蒼球外節と直接路・間接路との関係を形態学的に解析する2013

    • 著者名/発表者名
      水谷 和子,苅部 冬紀,高橋 晋,雲財 知,藤山 文乃
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ラットのリズムに基づく行動中または時間間隔に基づく行動中に見られる小脳活動2013

    • 著者名/発表者名
      山口 健治,高橋 晋,櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 海馬と扁桃体間のガンマオシレーションの同期は報酬予測による行動調節に寄与する2013

    • 著者名/発表者名
      寺田 慧、高橋 晋、 櫻井 芳雄
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic synchrony of firing in the prefrontal cortex in monkeys and rats2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井芳雄
    • 学会等名
      International symposium on prefrontal cortex
    • 発表場所
      京都大学稲盛財団記念館3F会議室(京都府)(招待講演)
    • 年月日
      2012-11-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Cerebellar Purkinje-cell spikes interaction during a timing behavior task in the rat2012

    • 著者名/発表者名
      山口健治
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Planning-based behavior and neuronal activity in sequential order information task in rats2012

    • 著者名/発表者名
      石野誠也
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-neuronal activities in prefrontal cortex and hippocampus during a rule-switching task in rats2012

    • 著者名/発表者名
      中園 智晶
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Interacted neuronal activities between hippocampus and amygdala modulate discrimination behavior expecting for different probability of reward in the rat2012

    • 著者名/発表者名
      寺田慧
    • 学会等名
      Society for Neuroscience meeting
    • 発表場所
      Morial convention center (New Orleans, USA)
    • 年月日
      2012-10-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラット海馬CA1野における目標志向的選択の表現2012

    • 著者名/発表者名
      高橋晋
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラットのタイミング行動課題中における時間知覚と小脳プルキンエ細胞のスパイク発火2012

    • 著者名/発表者名
      山口健治
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラットは系列順序情報を想起したプランニング行動を示した2012

    • 著者名/発表者名
      石野誠也
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ラットの異なる報酬予測を担う海馬と扁桃体の相互作用2012

    • 著者名/発表者名
      寺田慧
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-09-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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