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学習による大脳皮質異モダリティー応答獲得の神経機構に関する研究

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 15H01442
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関熊本大学

研究代表者

宋 文杰  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90216573)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード行動学習 / 聴覚皮質 / 異モダリティー応答 / 連合学習 / 光 / 音 / 大脳皮質
研究実績の概要

二種類の光刺激と二種類の音刺激の組み合わせパタンを区別する学習課題でモルモットを訓練し、弁別できた時に、その皮質における神経基盤解明を目指す目的で研究を行った。昨年は一種類の光と音の組み合わせを、他の組み合わせと区別できるように訓練できたが、それ以上の区別は出来なかった。そこで、従来の工夫、即ち、1)学習トライアルの開始を動物自身にさせること、2)学習を段階的に進めること、3)正しい組み合わせにリワードを与えることに加えて、間違った行動に対して、エアパフによる罰刺激を与えるようにした。その結果、二種類の光と二種類の音の組み合わせの四種類の刺激を、三種類の組み合わせ刺激として区別することができた。しかし、四種類を同時に別々に区別できなかった。音と光の連合学習の神経基盤を調べるために、聴覚皮質にアデノウィルスを用いて、リガンド依存的に神経活動を抑制するM4D(Gi)、または興奮させるM3D(Gq)を導入して、検討を行った。モルモットの訓練に時間を要するため、統計的に有意な結果を得るに至っていない。これらの研究と並行して、動物をラットに変えて、ラット用学習装置を製作して学習させた。初期の学習として、二種類の音刺激の区別を、異なる待ち時間でレポートする課題で行った結果、モルモットに比べて、ラットが素早く学習することが分かった。今後、動物をラットに変更し、異モダリティー連合学習の皮質基盤を追求していく。なお、本研究では、感覚刺激の違いを異なるミリ秒台の待ち時間でレポートさせているため、確立した学習標本は時間学習・受容の標本ともなっている。従って、本研究で確立した標本は時間生成の内的基盤の解明にも貢献できる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Regulation of membrane KCNQ1/KCNE1 channel density by sphingomyelin synthase 1.2016

    • 著者名/発表者名
      Wu M, Takemoto M, Taniguchi M, Takumi T, Okazaki T, Song WJ.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Cell Physiol

      巻: 311 号: 1 ページ: C15-C23

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00272.2015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Regulation of membrane KCNQ1/KCNE1 channel density by sphingomyelin synthase 1.2016

    • 著者名/発表者名
      Wu MK, Takemoto M, Taniguchi M, Takumi T, Okazaki T, Song W-J.
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of the somatosensory parietal ventral area and overlap of the somatosensory and auditory cortices in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Nishimura M, Sawatari H, Takemoto M, Song WJ.
    • 雑誌名

      Neurosci Res.

      巻: 99 ページ: 55-61

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.06.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impacts of Millisecond-order Onset Timing Difference of High Frequency Component in Spectrally Complex Sounds on Cortrical Activity and Sensation.2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nishimura, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      ARO 40th annual midwinter meeting
    • 発表場所
      Baltimore
    • 年月日
      2017-02-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical imaging-based parcellation of the marmoset auditory cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nishimura,Makoto Takemoto,Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Morphological and electrophysiological characteristics of a subgroup of layer 2 neurons in mouse temporal cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Huan Luo,Kayoko Hasegawa,Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Patchy organization of thalamocortical axons in layer II of the mouse auditory cortex.2016

    • 著者名/発表者名
      Meng Sun,Makoto Takemoto,Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sphingomyelin synthase 1 modulates KCNQ1/KCNE1 channel surface expression.2016

    • 著者名/発表者名
      Meikui Wu,Makoto Takemoto,Makoto Taniguchi,Toru Takumi,Toshiro Okazaki, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mating related interactive vocal communication with sub-centisecond precision in guinea pigs.2016

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nishimura, Yuta Shiromi, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      39th Annual Midwinter Meeting of Association for Research in Otolaryngology
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      2016-02-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Guinea pigs can learn to change behavioral response latency to report their sensation difference to three different sounds.2016

    • 著者名/発表者名
      Chi Wang, Masataka Nishimura, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 3rd annual meeting of the society for bioacoustics
    • 発表場所
      Irako
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of a group of neurons with specific location in layer 2 of mouse temporal cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Huan Luo, Kayoko Hasegawa, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 2nd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A binaural compensatory mechanism in the auditory system: enhanced cortical response to a sound to the ipsilateral ear in a stream of binaural sounds2015

    • 著者名/発表者名
      Masataka Nishimura and Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 2nd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of Membrane KCNQ1/KCNE1 Channel Density by Sphingomyelin Synthase 12015

    • 著者名/発表者名
      Meikui Wu, Makoto Takemoto, Makoto Taniguchi,Toru Takumi, Toshiro Okazaki, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 2nd Annual Meeting of the Society for Bioacoustics
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anatomical study on thalamocortical and corticocortical connections of the mouse auditory insula2015

    • 著者名/発表者名
      Makoto Takemoto, Wen-Jie Song
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      Kobe
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 熊本大学生命科学研究部知覚生理学教室

    • URL

      http://srv02.medic.kumamoto-u.ac.jp/dept/physiol2/physiol2.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部知覚生理学教室

    • URL

      http://srv02.medic.kumamoto-u.ac.jp/dept/physiol2/publications.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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