| 研究領域 | 身体－脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04783
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 玉川大学 |
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研究代表者 |
武井 智彦 玉川大学, 脳科学研究所, 教授 (50527950)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | フィードバック制御 / 行動制御則 / 前頭頭頂皮質 / 霊長類 / 運動制御 / 次元縮約 / 文脈 / 神経マニフォルド / 状態空間 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ヒトをはじめとする哺乳類の中枢神経系では、急性/慢性の障害が生じた場合「通常の適応」の範囲を超えた大規模な神経ネットワークでの再構成、すなわち「超適応」が生じることが知られています。それでは一体このような「通常の適応」を超えた「超適応」を引き起こすメカニズムは何なのでしょうか？本研究では1)ブレインコンピューターインターフェース（BCI）を用いた新しい身体性への神経適応過程の研究と、2)「超適応」を再現する人工神経回路モデルを組み合わせることで「通常の適応」とは異なる「超適応」を引き起こす神経メカニズムを明らかにすることを目標とします。
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| 研究実績の概要 |
ヒトをはじめとする哺乳類の中枢神経系では、急性及び慢性の障害が生じた場合「通常の適応」の範囲を超えた大規模な神経ネットワークでの再構成、すなわち「超適応」が生じることが知られている。例えば、脊髄損傷によって片手が麻痺したサルの場合、発達の過程で使われなくなった同側運動野による制御を活性化して、麻痺した手を通常とは異なる神経回路で制御することができるようになる。これまでの研究から、これらの大規模な可塑性は中枢神経系でランダムに生じているのではなく一定のルールに従って生じているということが知られてきた。それでは一体、このような可塑性の優先順序は一体どのように決められているのだろうか？本研究では動物の適応行動は神経系の低次元構造によって規定されているという仮説を検証することを目的とする。
昨年度から引き続き１）多チャンネル神経活動記録法の確立と、2)神経マニフォルドの同定技術の開発に注力した。まず、2頭の動物（マカクザル）において1)長期間の安定した信号記録に優れた皮質脳波記録(Electrocorticogram, ECoG)を用いて運動課題中の前頭頭頂皮質の活動を安定的に記録することに成功した。次に2)記録された多次元神経活動信号から、運動課題に特化した神経活動の部分空間（神経マニフォルド）の同定を試みた。その結果、柔軟なフィードバック運動課題の行動目標に依存した神経活動空間と運動応答に関わる神経活動空間を分離することに成功した。これにより文脈に依存した柔軟な運動応答が可能になっていると推察される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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