大脳辺縁系における異種感覚情報の統合機構

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08234209
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 西条 寿夫 富山医科薬科大学, 医学部, 助教授 (00189284)
• 研究分担者: 田渕 英一 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (70272911) ; 田村 了以 富山医科薬科大学, 医学部, 助手 (60227296) ; 小野 武年 富山医科薬科大学, 医学部, 教授 (50019577)
• キーワード: 大脳辺縁系 / ラット / 感覚統合 / 構成連合課題 / 視床背内側核 / ニューロン活動 / 行動表出 / 扁桃体

研究概要

本研究では,異種感覚の統合における大脳辺縁系の役割を明らかにするため,サル海馬体およびラット視床背内側核(MD)からニューロン活動を記録し,外界の各種感覚刺激に対するニューロンの応答様式を解析した。
I.サル海馬体における空間(場所)-対象物の包括的認知機構
i)場所を条件とし,多数の情報の符号化が必要とされる条件連合課題(場所依存性条件連合課題:PCA課題),およびii)場所を条件としない,比較的少数の情報の符号化だけが要求される条件連合課題(場所非依存性単純条件連合課題:ISA課題)遂行中の海馬体ニューロンの応答性を比較・解析した。その結果,サル海馬体の応答ニューロンは,i)PCA課題に選択的に応答し,自発放電頻度が低く,応答潜時が長いニューロン群(67%)と,ii)課題選択性がなく自発放電頻度が高く,応答潜時が短かいニューロン群(33%)に分類された。同一物体で同一の連合課題(Go/Nogo課題)を用いているにも関わらず,PCA課題に選択的に応答する海馬体ニューロンの存在は,場所と対象物体の連合,および情報の符号化における複雑性が海馬体ニューロン応答の重要な支配因子となることを強く示唆する。このことは,海馬体神経回路網ににおけるニューロンの機能的分化(錐体ニューロンvs抑制性介在ニューロン)を示唆する。
II.ラット視床背内側核ニューロンの異種感覚統合機構
ラットMDからニューロン活動を記録し,1)単一の感覚刺激からなる要素条件刺激,および2)要素条件刺激の組み合わせにより,要素条件刺激とは報酬随伴性が逆転する構成条件刺激を用いて,条件刺激-強化刺激連合学習課題に対するMDニューロンの応答性を解析した。本課題では,ラットは,条件刺激を認知し,条件刺激終了時に口直前に突き出されたチューブを舐める(リック)ことにより,報酬性非条件刺激(蔗糖液,脳内自己刺激)は獲得し,嫌悪性非条件刺激(電気ショック)は回避することができる。その結果,MD内側部には報酬と連合した感覚刺激の認知,および感覚刺激と報酬の連合形成に関与するニューロンが,MD外側部には行動学習(リック運動)に関与するニューロンが局在することが明らかになった。これまでの神経生理学ならびに神経解剖学的な所見を考慮すると,扁桃体基底外側核-MD内側部-前頭葉眼窩皮質系は,多感覚刺激の統合による刺激-報酬間の連合に関する認知記憶システムとして,前部帯状回皮質-線条体背内側部-MD外側部系は運動学習システムとして機能している可能性が示唆される。

研究成果

• [文献書誌] Oyoshi,T.,Nishijo,H.,Asakura,T.,Takamura,Y.and Ono,T.: "Emotional and behavioral correlates of mediodorsal thalamic neurons during associative learning in rats." Journal of Neuroscience. 16. 5812-5829 (1996)
• [文献書誌] Kobayashi,T.,Nishijo,H.,Fukuda,M.,Bures,J.,and Ono,T.: "Task-dependent representations in rat hippocampal place neurons." Journal of Neurophysiology. in press. (1997)
• [文献書誌] Takenouchi,K.,Nishijo,H.,Uwano,T.,Takigawa,M.and Ono,T.: "Neural representation of reward contingency in the rat anterior cingulate cortex" Society for Neuroscience Abstracts. 22. 548.15- (1996)
• [文献書誌] Matsuyama,N.,Nishijo,H.,Uwano,T.,Tamura,R.,et al.: "Reward contingency-related neuronal responses in the rat leteral septal unclei" Society for Neuroscience Abstracts. 22. 548.16- (1996)
• [文献書誌] 西条寿夫,小野武年,田村了以: "サル中隔核における空間表現" 日本バーチャルリアリティ学会大会論文集. 1. 209-210 (1996)
• [文献書誌] 西条寿夫,上野照子: "脳科学シリーズ5.扁桃体と認知" 臨床科学. 32. 1472-1486 (1996)
• [文献書誌] Nishijo,H.,Tamura,R.,Eifuku,S.and Ono,T.: "Monkey hippocampal neuron responses during spatial moving and place-dependent conditional task. In : Perception,Memory and Emotion : Frontier in Neuroscience." Ono,T.,McNaughton,B.L.,Molotchnikoff,S.,Rolls,E.T.,and Nishijo,H. (Eds.) Elsevier,Tokyo, 251-267 (1996)
• [文献書誌] Nishijo,H.,Eifuku,S.,Tabuchi,E.and Ono,T.: "Hippocampal neuronal responsiveness to complex and simple conditional association tasks in monkeys. In : The Hippocampus : Functions and Clinical Relevance" N.Kato (Ed.),Elsevier,Tokyo, 325-328 (1996)
• [文献書誌] Ono,T.,Nishijo,H.,Tamura,R.and Uwano,T.: "Neural mechanisms of episodic memory in the monkey septo-hippocampal systems. In : Integrative and Molecular Approach to Brain Function" M.Ito and Y.Miyashita (Eds.),Elsevier Science., 205-221 (1996)
• [文献書誌] Tamura,R.,Kita,T.,Nishijo,H.and Ono,T.: "Responsiveness of monkey septal neurons during object discrimination based on place recognition. In : The Hippocampus : Functions and Clinical Relevance" N.Kato (Ed.),Elsevier,Tokyo, 329-332 (1996)
• [文献書誌] Ono,T.,Nishijo,H.,Eifuku,S.,Kobayashi,T.,and Tamura,R.: "The role of the amygdala and the mediodorsal thalamic nucleus in emotional memory. In : Brain Processes and Memory." K.Ishikawa,J.L.McGaugh,and H.Sakata (eds.),Elsevier,Tokyo, 187-201 (1996)
• [文献書誌] Nishijo,H.,Uwano,T.,Oyoshi,T.Yonemori,M.,and Ono,T.: "The role of the amygdala and the mediodorsal thalamic nucleus in emotional memory. In : Brain Processes and Memory." K.Ishikawa,J.L.McGaugh,and H.Sakata (eds.),Elsevier,Tokyo, 317-330 (1996)
• [文献書誌] 小野武年,西条寿夫: "大脳辺縁系と高次脳機能,小児神経学の進歩第25集." 日本小児神経学会卒後教育委員会編,診断と治療社, 66-83 (1996)