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2009 年度 実績報告書

脳神経回路の同期の生成崩壊に基づく認知情報生成機構の解明

計画研究

研究領域ヘテロ複雑システムによるコミュニケーション理解のための神経機構の解明
研究課題/領域番号 21120005
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

山口 陽子  独立行政法人理化学研究所, 創発知能ダイナミクス研究チーム, チームリーダー (00158122)

研究分担者 北城 圭一  , 創発知能ダイナミクス研究チーム, 副チームリーダー (70302601)
キーワード神経リズム / 同期 / 記憶 / 海馬 / シータリズム / 計算論モデル / 脳波 / 経蓋磁気刺激
研究概要

脳の大域回路の同期形成による認知機能の発現のしくみを理論と実験とから解明するために、次のようなアプローチを行う。大域的回路については脳波知見をもとに異なる周波数を適切に回路に導入し、リズム毎のモジュール間で現れる結合のダイナミクスを解析し、認知制御の原理をモデル上で検討することを目的としている。本年度は、シータのリズム回路の記憶特性についての定量的なモデル解析を行い、ラットからヒトへの一般化可能性、ヒトで見られる特徴的な階層構造の回路発現について報告した。また、作業記憶をリズム回路で表現するために、フリップフロープの状態遷移と振動成分をともにもつ連想記憶回路を提案し、その基本的特性としてミルナーアトラクターという不安定な固定点を持つため、多様なダイナミクスが現れることを報告した。これらの知見と作業記憶課題の脳波解析をもとに、シータとアルファの結合システムについて数理的検討を進めた。また、本プロジェクトでは脳波同期の因果性検証のために、経頭蓋磁気刺激(TMS)を用いる。ヒトの脳活動に干渉しながら脳波測定をすることで、局所部位、及び、部位間の同期の生成、崩壊ダイナミクスを操作し、認知機能との連関から文脈依存的な認知機能の脳回路ダイナミクスを因果的に解明する。本年度は実験系について、装置の設定、刺激条件などをほぼ確立し、予備データを取得した。データの解析方法について特に位相測定に関わる時間分解能を上げるための検討を進めた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A Computational Predictor of Human Episodic Memory Based on a Theta Phase Precession Network2009

    • 著者名/発表者名
      Naouki Sato, Yoko Yamaguchi
    • 雑誌名

      PLoS one 36

      ページ: e7536-1-e7536-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Working memory dynamics and spontaneous activity in a flip-flop oscillations network model with the Milnor attractor2009

    • 著者名/発表者名
      David Colliaux, Colin Molter, Yoko Yamaguchi
    • 雑誌名

      Cognitive Neurodynamics 3

      ページ: 141-151

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 脳はリズムで経験を記憶する2009

    • 著者名/発表者名
      山口陽子
    • 雑誌名

      自然と科学の情報誌 ミルシル 6

      ページ: 11-13

  • [学会発表] 脳のリズムから知性の原理は捉えられるか?2010

    • 学会等名
      玉川大学若手&神経科学セミナー
    • 発表場所
      玉川大学 東京
    • 年月日
      2010-03-19
  • [学会発表] Oscillation, Memory, Attention2010

    • 著者名/発表者名
      山口陽子
    • 学会等名
      RIKEN BSI Turotial Series(2009)
    • 発表場所
      理研、埼玉
    • 年月日
      2010-02-02
  • [学会発表] Computational study of memory formation through dynamical inter plays in the cortico-hippocampal system2009

    • 著者名/発表者名
      山口陽子
    • 学会等名
      32nd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society(Neuroscience 2009)
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Path Integration and cognitive map formation in cortico-hippocameal theta networks2009

    • 著者名/発表者名
      山口陽子
    • 学会等名
      RIKEN BSI Symporium on Hippocampus
    • 発表場所
      (独)理化学研究所、埼玉
    • 年月日
      2009-09-13
  • [学会発表] 自己組織システムとしての脳のデザイン2009

    • 著者名/発表者名
      山口陽子
    • 学会等名
      第16回科学技術交流フォーラム
    • 発表場所
      東京大学 東京
    • 年月日
      2009-09-07

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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