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1999 年度 研究成果報告書概要

大脳認知記憶の神経機構:機能的磁気共鳴画像法と細胞レベルアプローチの統合

研究課題

研究課題/領域番号 07102006
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

宮下 保司  東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40114673)

研究期間 (年度) 1995 – 2001
キーワード記憶 / 視覚 / 側頭葉 / 磁気共鳴 / エコープレーナー / スピンエコー / 大脳紡錘上回
研究概要

当初計画はいくつかの下位目標を有していた。第1は、「エコープレーナー磁気共鳴画像技術の実用化」であったが、これは十分に達成された。1shotのエコープレーナー法は一枚の画像取得を100ミリ秒以下で終了するという長所があるが、1994年当時は実験デザインとしてPET時代のブロック法を踏襲していた為、この長所を十分に生かすことが出来なかった。本研究では、1shotのエコープレーナー法の長所である時間解像度を十分に活かす「事象関連型(event-related)fMRI法」を開発して、過渡的な認知神経活動を直接fMRI信号として捉える方法を確立した。
当初計画の第2の下位目標は、「認知記憶課題におけるヒト大脳活動の計測」であったが、これも十分に達成された。上記のように事象関連型fMRI法を開発することにより、認知過程における過渡的神経活動の同定が可能になり、特に前頭葉機能の局在および共通性を明らかにすることができた。下部前頭回では、作業記憶課題においても認知シフト課題においても同一部位が活性化され、共通の認知プロセスが関与することを見出した。さらに興味深いことに、GO/NOGO型の反応抑制課題においても同一部位(但し、右下部前頭回のみ)が活性化されることを見出した。
当初計画の第3の下位目標は、「覚醒サルにおける大脳前頭葉と側頭葉並びに辺縁系の認知記憶機能分担」であったが、これも十分な成果を挙げ得たと評価している。まず、下部側頭葉皮質TE野と辺縁系皮質36野の機能分担については、片側36野の神経細胞をイボテン酸によって選択的に破壊した。36野からTE野への逆行性信号が、TE野ニューロンに対象図形間の連想記憶をコードするのに必須であることが明らかになった。次に、大脳前頭葉と側頭葉の機能分担については、サルの前頭葉領野間を結ぶ交連線維のみを残した部分分離脳標本を開発し、大脳皮質に形成される図形対連合記憶の記憶痕跡自身は半球間転移を起こさないが、記憶想起に関わる制御情報に関しては半球間転移を起こすことを発見した。最近さらにこのサル部分分離脳標本に微小電極法を適用して、大脳前頭葉から側頭葉へ向かうトップダウン信号を直接観測し、記憶想起における高次制御信号の実体を発見するのに成功した。トップダウン信号は刺激の物理的特性よりむしろその意味的性質をコードしていることも明らかになった。

  • 研究成果

    (78件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (78件)

  • [文献書誌] Tomita,H.: "Top-down signal originating from the prefrontal cortex for memory retrieval."Nature. 401. 699-703 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Konishi,S.: "Common inhibitory mechanism in human inferior prefrontal cortex revealed by event-related functional MRI."Brain. 122. 981-991 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Konishi,S.: "Contribution of working memory to transient activation in human inferior prefrontal cortex during performance of Wisconsin card sorting test."Cerebral Cortex. 9. 745-753 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okuno,H.: "Quantitative evaluation of neurotrophin and trk mRNA expression in visual and limbic areas aling the occipito-temporo-hippocampal pathway in adult macaque monkeys."J.Comp.Neurol.. 408. 378-398 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Maeda,H.: "Supralinear Ca^<2+> signaling by cooperative and mobile Ca^<2+> buttering in Purkinje neurons."Neuron. 24. 989-1002 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kasai,H.: "Multiple and diverse forms of regulated exocytosis in wild-type and defective PC12 cells."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 945-949 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ito,K.: "Kinetic control of multiple forms of Ca^<2+> spikes by inositol trisphosphate in pancreatic acinar cells."J.Cell Biol.. 146. 405-413 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Uchida,I.: "Activation of lateral extrastriate areas during orthographic processing of Japanese characters studied with fMRI."Neuroimage. 9. 208-215 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tokuyama,W.: "Quantification of neurotrophin-3 mRNA in the rat hippocampal subregions using the PT-PCR-based coamplification method."Brain Res.Protocols. 4. 407-414 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hayashi,Y.: "Mapping of somatosensory cortices with functional magnetic resonance imaging in anaesthetized macaque monkeys."Eur.J.Neurosci.. 11. 4451-4456 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takahashi,N.: "Post-priming actions of ATP on Ca^<2+> dependent exocytosis in pancreatic beta cells."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 96. 760-765 (1999)

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  • [文献書誌] Sekihara,H.: "MEG spatio-temporal analysis using a covariance matrix calculated from nonaveraged multiple-epoch data."IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 46. 515-521 (1999)

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  • [文献書誌] Sekihara,K.: "Time-frequency MEG-MUSIC algorithm."IEEE Transaction on Medical Imaging. 18. 92-97 (1999)

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  • [文献書誌] Hasegawa,I.: "Callosal window between prefrontal cortices:cognitive interaction to retrieve long-term memory."Science. 281. 814-818 (1998)

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  • [文献書誌] Konishi,S.: "Transient activation of inferior prefrontal cortex during cognitive set shifting."Nature neuroscience. 1. 80-84 (1998)

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  • [文献書誌] Miyashita,Y.: "Consolidation of visual associative long-term memory in the temporal cortex of the primate."Neurobiology of Lerning and Memory. 70. 197-211 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Konishi,S.: "No-go dominant brain activity in human inferior prefrontal cortex revealed by functional magnetic resonance imaging"Eur.J.Neurosci.. 10. 1209-1213 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tokuyama,W.: "Highest trkB mRNA expression in the entorhinal cortex among hippocampal subregions in the adult rat:contrasting pattern with BDNA mRNA expression."Melecular Brain Res.. 62. 206-215 (1998)

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  • [文献書誌] Nakahara,K.: "The neuronal basis of visual memory and imagery in the primate:A.neurophysiological approch."Adv.Biophys.. 35. 103-109 (1998)

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  • [文献書誌] Sekihara,K.: "MEG covariance difference analysis:A method extract source activities by using task and control measurements."IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 45. 87-97 (1998)

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  • [文献書誌] Sekihara,K.: "Comparison of covariance-based and waveform-based subtraction methods in removing the interference from button-pressing finger movements."Brain Topography. 11. 95-102 (1998)

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  • [文献書誌] Ito,K.: "Micromolar and submicromolar Ca^<2+> spikes regulating distinct cellular functions in pancreatic acinar cells."EMBO.J.. 16. 242-251 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Takahashi,N.: "Multiple exocytotic pathways in pancreatic β cells."J.cell Biol.. 138. 55-64 (1997)

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  • [文献書誌] Sjodin,L.: "Cytoplasmic Ca^<2+> gradients evoked by acetylcholine and peptides in pancreatic acinar cells of the guinea-pig."Eur.J.Physiol.. 433. 397-402 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Okuno,H.: "Layer-specific differential regulation of transcription factors Zif268 and Jun-D in visual cortex V1 and V2 of macaque monkeys."Neuroscience. 81. 653-666 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sekihara,K.: "Noise covariance incorporated MEG-MUSIC algorithm:A method for multiple-dipole estimation tolerant of the influence of background brain activity,"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44. 839-847 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Sato,Y.: "Temporal and spatial dissociation of expression patterns between Zif268 and c-Fos in rat inferior olive during vesribular compensation."NeuroReport. 8. 1891-1895 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ninomiya,Y.: "Knetic diversity in the fusion of exocytotic vesicles."EMBO J.. 16. 929-934 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Higuchi,S.: "Formation of mnemonic neuronal responses to visual paired associates in inferotemporal cortex is impaired by perirhinal and entorhinal lesions."Proc.Natl.Acad.Sci.USA,. 93. 739-743 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kasai,H.: "Two components of exocytosis and endocytosis in pheochromocytoma cells studied using caged-Ca^<2+> compounds."J.Physiology. 494. 53-65 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Naya,Y.: "Activity of primate inferotemporal neurons related to a sought target in pair-association task."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 93. 2664-2669 (1996)

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  • [文献書誌] Okuno,H.: "Expression of the transcription factor ZIF268 in the temporal cortex of monkeys during visual paired associate learning."Eur.J.Neurosci.. 8. 2118-2128 (1996)

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  • [文献書誌] Ninomiya,Y.: "Ca^<2+> dependent exocytotic pathways in chinese hamster ovary fibtoblasts revealed by a caged-Ca^<2+> compound."J.Biol.Chemistry. 271. 17751-17754 (1996)

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  • [文献書誌] Miyashita,Y.: "Freedback signal from medial temporal lobe mediates visual associative mnemonic codes of inferotemporal neurons."Cog.Brain Res.. 5. 81-86 (1996)

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  • [文献書誌] Konishi,S.: "Transient brain activity used in magnetic resonance imaging to detect functional areas."NeuroReport. 8. 19-23 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Miyashita,Y.: "How the brain creates imagery:Projection to primary visual cortex."Science. 268. 1719-1720 (1995)

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  • [文献書誌] Okuno,H.: "Subdivision-specific expression of Zif268 in the hippocampal formation of the Macaque monkey."Neuroscience. 66. 829-845 (1995)

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  • [文献書誌] Sakai,K.: "Functional mapping of the human somatosensory cortex with echo-planar magnetic resonance imaging."Magnetic Resonance in Medicine. 33. 736-743 (1995)

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  • [文献書誌] Sakai,K: "Functional mapping of the human colour centre with echo-planar magnetic resonance imaging."Proc.R.Soc.Lond.B.. 261. 89-98 (1995)

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  • [文献書誌] Tomita, H.: "Top-down signal originating from the prefrontal cortex for memory retrieval"Nature. 401. 699-703 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Konishi, S.: "Common inhibitory mechanism in human inferior prefrontal cortex revealed by event-related functional MRI"Brain. 122. 981-991 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Konishi, S.: "Contribution of working memory to transient activation in human inferior prefrontal cortex during performance of Wisconsin card sorting test"Cerebral Cortex. 9. 745-753 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Okuno, H.: "Quantitative evaluation of neurotrophin and trk mRNA expression in visual and limbic areas along the occipito-temporo-hippocampal pathway in adult macaque monkeys"J. Comp. Neurol.. 408. 378-398 (1999)

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  • [文献書誌] Maeda, H.: "Supralinear CaィイD12+ィエD1 signaling by cooperative and mobile CaィイD12+ィエD1 buffering in Purkinje neurons"Neuron. 24. 989-1002 (1999)

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  • [文献書誌] Kasai, H.: "Multiple and diverse forms of regulated exocytosis in wild-type and defective PC12 cells"Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96. 945-949 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ito, K.: "Kinetic control of multiple forms of CaィイD12+ィエD1 spikes by inositol trisphosphate in pancreatic acinar cells"J. Cell Biol.. 146. 405-413 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Uchida, I.: "Activation of lateral extrastriate area during orthographic processing of Japanese characters studied with fMRI"Neuroimage. 9. 208-215 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tokuyama, W.: "Quantification of neurotrophin-3 mRNA in the rat hippocampal subregions using the PT-PCR-based coamplification method"Brain Res. Protocols. 4. 407-414 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hayashi, T.: "Mapping of somatosensory cortices with functional magnetic resonance imaging in anaesthetized macaque monkeys"Eur. J. Neurosci.. 11. 4451-4456 (1999)

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  • [文献書誌] Takahashi, N.: "Post-priming actions of ATP on CaィイD12+ィエD1-dependent exocytosis in pancreatic beta cells"Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96. 760-765 (1999)

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  • [文献書誌] Sekihara, H.: "MEG spatio-temporal analysis using a covariance matrix calculated from nonaveraged multiple-epoch data"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 46. 515-521 (1999)

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  • [文献書誌] Sekihara, K.: "Time-frequency MEG-MUSIC algorithm"IEEE Transaction on Medical Imaging. 18. 92-97 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hasegawa, I.: "Callosal window between prefrontal cortices : cognitive interaction to retrieve long-term memory"Science. 281. 814-818 (1998)

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  • [文献書誌] Konishi, S.: "Transient activation of inferior prefrontal cortex during cognitive set shifting"Nature neuroscience. 1. 80-84 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Miyashita, Y.: "Consolidation of visual associative long-term memory in the temporal cortex of the primate"Neurobiology of Lerning and Memory. 70. 197-211 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Konishi, S.: "No-go dominant brain activity in human inferior prefrontal cortex revealed by functional magnetic resonance imaging"Eur. J. Neurosci.. 10. 1209-1213 (1998)

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  • [文献書誌] Tokuyama, W.: "Highest trkB mRNA expression in the entorhinal cortex among hippocampal subregions in the adult rat : contrasting pattern with BDNA mRNA expression"Molecular Brain Res.. 62. 206-215 (1998)

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  • [文献書誌] Nakahara, K.: "The neuronal basis of visual memory and imagery in the primate : A neurophysiological approach"Adv. Biophys.. 35. 103-109 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sekihara, K.: "MEG covariance difference analysis : A method to extract source activities by using task and control measurements"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 45. 87-97 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sekihara, K.: "Comparison of covariance-based and waveform-based subtraction methods in removing the interference from button-pressing finger movements"Brain Topography. 11. 95-102 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ito, K.: "Micromolar and submicromolar CaィイD12+ィエD1 spikes regulating distinct cellular functions in pancreatic acinar cells"EMBO. J.. 16. 242-251 (1997)

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  • [文献書誌] Takahashi, N.: "Multiple exocytotic pathways in pancreatic β cells"J. Cell Biol.. 138. 55-64 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Sjodin, L.: "Cytoplasmic CaィイD12+ィエD1 gradients evoked by acetylcholine and peptides in pancreatic acinar cells of the guinea-pig"Eur. J. Physiol.. 433. 394-402 (1997)

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  • [文献書誌] Okuno, H.: "Layer-specific differential regulation of transcription factors Zif268 and Jun-D in visual cortex V1 and V2 of macaque monkeys"Neuroscience. 81. 653-666 (1997)

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  • [文献書誌] Sekihara, K.: "Noise covariance incorporated MEG-MUSIC algorithm : A method for multiple-dipole estimation tolerant of the influence of background brain activity"IEEE Transactions on Biomedical Engineering. 44. 839-847 (1997)

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  • [文献書誌] Sato, T.: "Temporal and spatial dissociation of expression patterns between Zif268 and c-Fos in rat inferior olive during vestibular compensation"NeuroReport. 8. 1891-1895 (1997)

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  • [文献書誌] Ninomiya, Y.: "Kinetic Diversity in the fusion of exocytotic vesicles"EMBO J.. 16. 929-934 (1997)

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  • [文献書誌] Higuchi, S.: "Formation of mnemonic neuronal responses to visual paired associates in inferotemporal cortex is impaired by perirhinal and entorhinal lesions"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93. 739-743 (1996)

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  • [文献書誌] Kasai, H.: "Two components of exocytosis and endocytosis in pheochromocytoma cells studied using caged-CaィイD12+ィエD1 compounds"J. Physiology. 494. 53-65 (1996)

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  • [文献書誌] Naya. Y.: "Activity of primate inferotemporal neurons related to a sought target in pair-association task"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 93. 2664-2669 (1996)

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  • [文献書誌] Okuno, H.: "Expression of the transcription factor ZIF268 in the temporal cortex of monkeys during visual paired associate learning"Eur. J. Neurosci. 8. 2118-2128 (1996)

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  • [文献書誌] Ninomiya, Y.: "CaィイD12+ィエD1-dependent exocytotic pathways in chinese hamster ovary fibroblasts revealed by a caged-CaィイD12+ィエD1 compound"J. Biol. Chemistry. 271. 17751-17754 (1996)

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  • [文献書誌] Miyashita, Y.: "Feedback signal from medial temporal lobe mediates visual associative mnemonic codes of inferotemporal neurons"Cog. Brain Res.. 5. 81-86 (1996)

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  • [文献書誌] Konishi, S.: "Transient brain activity used in magnetic resonance imaging to detect functional areas"NeuroReport. 8. 19-23 (1996)

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  • [文献書誌] Miyashita, Y.: "How the brain creates imagery : Projection to primary visual cortex"Science. 268. 1719-1720 (1995)

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  • [文献書誌] Okuno, H.: "Subdivision-specific expression of Zif268 in the hippocampal formation of the Macaque monkey"Neuroscience. 66. 829-845 (1995)

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  • [文献書誌] Sakai, K.: "Functional mapping of the human somatosensory cortex with echo-planar magnetic resonance imaging"Magnetic Resonance in Medicine. 33. 736-743 (1995)

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公開日: 2001-10-23  

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