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作業記憶とは、ある課題の遂行に必要な情報を必要な期間能動的に保持するメカニズムである。これは、思考・推論・判断をはじめ、会話や文章の理解、暗算など、われわれの様々な認知活動の基礎となる重要な機構であると考えられている。本研究は、作業記憶の重要な機能である複数の情報の関連付けや操作に注目し、その機構を明らかにする目的で実施した。動物に、注視と記憶誘導性眼球運動を組み合わせた2種の遅延反応課題を訓練した。第1課題は、2つの刺激呈示位置と呈示順序の記憶を必要とする課題で、手がかり期に2ケ所の目標位置を順次呈示し、遅延後それぞれの目標位置まで呈示された順に眼球運動を行わせた。第2課題は、1つの刺激呈示位置の記憶のみを必要とする課題で、1ヶ所に手がかり刺激を呈示し、遅延後その位置に眼球運動を行なわせた。訓練完了後、前頭連合野からマルチプル・ニューロン活動の記録を行い、これから同時に単離されたニューロン活動対を用いて相互相関分析ならびにJoint-PSTH分析を行った。相互相関分析により、高頻度で同時発火活動を示し共通の入力を持つと思われるもの、また一方のニューロンから他方へ興奮性の直接出力があると思われるものなど、多数のニューロン対間に機能的な結合が見いだされた。また、Joint-PSTHを用いてニューロン間の機能的関係が課題文脈に応じて変化するかどうかを調べたところ、多くのニューロン対で動的な変化が観察された。このことから、相互相関分析やJoiot-PSTH分析で明らかになったニューロン間の機能的な相互関係や、課題の時間文脈に応じた機能的関係の動的な変化が、作業記憶における情報の操作や統合・関連付けに密接に関与していると考えられる。
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