運動学習に伴う局所神経回路の変化

• 研究課題/領域番号: 26830019
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 生理学研究所
• 研究代表者: 木村 梨絵 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特任助教 (60513455)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 神経生理学 / 大脳皮質 / 神経回路 / ラット / 学習

研究成果の概要

生物は、外部の刺激を知覚・認知して、特定の運動をすることを学習する。学習後、外部の刺激は多少変化しても、同一の運動をすることができ、脳内では柔軟な情報処理が行われると考えられる。本研究では、ラットに縦縞でレバーを押し、横縞で引くという視覚弁別誘発性の運動課題を学習させた。その後、縦縞/横縞のコントラストを変えた課題を遂行するときの神経活動を記録した。この結果、視覚野において、高コントラストで強い応答を示す細胞に加えて、低コントラストで強い応答を示す細胞も観察された。この低コントラスト選択性の細胞は、麻酔下ではほとんど観察されなかったことから、トップダウン入力が重要な働きをしていると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Large-scale analysis reveals populational contributions of cortical spike rate and synchrony to behavioural functions (2017)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, Saiki A, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y, Isomura Y
  • 雑誌名: Journal of Physiology 巻: 595 号: 1 ページ: 385-413
  • DOI: 10.1113/jp272794
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Similarity in neuronal firing regimes across mammalian species. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki,Y., Onaga,T., Shimazaki,H., Shimokawa,T., Tsubo,Y., Kimura,R., Saiki,A., Sakai,Y., Isomura,Y., et al.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 未定
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 加齢による運動野神経活動への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村梨絵
  • 雑誌名: 薬学研究の進歩 研究成果報告集 巻: 31 ページ: 11-18
• [雑誌論文] Curtailing effect of awakening on visual responses of cortical neurons by cholinergic activation of inhibitory circuits. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura R, Safari MS, Mirnajafi-Zadeh J, Kimura R, Ebina T, Yanagawa Y, Sohya K, Tsumoto T.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience. 巻: 34 号: 30 ページ: 10122-10133
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0863-14.2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different modulation of common motor information in rat primary and secondary motor cortices. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saiki A, Kimura R, Samura T, Fujiwara-Tsukamoto Y, Sakai Y, Isomura Y
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 6 ページ: e98662-e98662
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098662
  • NAID: 120006799370
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Novel dependence of neural responses on the contrast of visual stimuli used for an orientation discrimination task in rat primary visual cortex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Rie Kimura, Yumiko Yoshimura
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 発表場所: 幕張メッセ （千葉県 千葉市）
  • 年月日: 2017-07-22
• [学会発表] Development of a visuomotor task useful for the analysis of interactions between neuronal activities in the visual and motor cortices of behaving rats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Rie Kimura, Yumiko Yoshimura
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2016-07-22
• [学会発表] Population characteristics of spike synchrony in rat motor cortices during movement task. (2014)
  • 著者名/発表者名: Rie Kimura, Yutaka Sakai, Akiko Saiki, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Yoshikazu Isomura
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Different modulation of common motor information in rodent primary and secondary motor cortices. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiko Saiki, Rie Kimura, Toshikazu Samura, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Yutaka Sakai, Yoshikazu Isomura
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 （神奈川県 横浜市）
  • 年月日: 2014-09-11