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本研究は、時間情報処理に関わる神経基盤を神経細胞活動レベルで解明することを目的する。特に、我々が見出した時間認知に関わる時間計測過程で働くフィルタリング機構と、他の研究者が報告している運動制御における時間再生過程で働く漸増活動機構との、機能分担や機能連関について検討する。この目的のため、視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生という二つの時間計測過程を含む行動課題を開発して、課題遂行中のニホンザルの前頭連合野から神経細胞活動を記録し、課題関連活動を解析した。
課題は、まずモニター中央に緑の四角(C1)が異なる持続時間で提示される。続いて、1秒間の遅延期間をはさんで、赤の四角(C2)が提示される。動物が、C2の提示開始からC1の提示時間に基づいて定められる待機期間が経過した後に反応すると正試行となる。この課題では、視覚刺激C1の提示時間の計測と、C2提示開始後の運動待機期に時間の再生とが要求される。課題におけるC1提示時間を、0.8秒、1.6秒、3.2秒のいずれかとし、それぞれに対応するC2提示開始後の運動待機時間を、3.2~4.8秒、1.6~3.2秒、0.8~1.6秒と定めた。
前頭連合野から、C1提示期間、C1に続く遅延期間、C2提示期間（運動待機期間）に課題関連活動が記録された。一群の神経細胞が、C1提示期間中に、C1提示の後半から遅延期間の開始にかけて漸増する活動を示した。この活動は、C1提示時間の計測と分類に関連すると考えられた。別群の神経細胞は、運動待機期間に、待機期間の後半から終了に向けて漸増する活動を示した。この活動は、運動開始直前には消失していて、運動開始に直接関わるのではなく、運動待機中の時間再生に関連すると考えられた。以上の結果は、前頭連合野の異なる細胞群が、それぞれ視覚刺激の時間知覚と運動待機中の時間再生とに関与することを示唆する。
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