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2019 年度 実施状況報告書

TE野の神経細胞が表現する図形特徴と受容野の形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K07360
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中道 友  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (70586164)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード視覚 / TE野 / TEO野 / 光内因性信号イメージング / オプトジェネティクス / opto-OISI / 脳機能イメージング / 顔認知
研究実績の概要

ヒト,サルなどの霊長類において,物体の視覚情報は腹側皮質視覚路の複数の領野(V1,V2,V4,TEO野,TE野)にて階層的に処理される.例えば私たちが顔を見た場合,V1,V2では網膜上に投影された点を並べて線に,V4では線を並べて曲線に,TEO野では曲線を組み合わせて顔に含まれるパーツに,TE野ではパーツを組み合わせて顔にと情報変換されることにより,私たちは顔を認識することができる.また,V1からTEO野までの神経細胞は視野の位置に依存した応答特性を示すが(小さな受容野),TE野の神経細胞は視野の位置に依存せず(大きな受容野),私たちの視覚能力に対応した応答特性を持つ.本研究では,こうした霊長類の物体認識がどのように成されるかを理解するため,TE野の表現する図形特徴と受容野の形成メカニズムの解明を目的とし研究を行っている.
これまでの研究において,オプトジェネティクス技術と光内因性信号イメージングを利用した,皮質間神経結合パターン計測法(opto-OISI)を開発した.2019年度は,この手法をマカクサルTEO野―TE野間に適用しその神経結合パターンデータを蓄積するとともに,微小な脳機能信号を統計学的に抽出する手法の開発を行った.また,この実験に付随して,TE野における顔の角度(face-view)の脳内表現をイメージングすることに成功した.さらに,光内因性信号イメージングに代わる脳機能イメージング手法(機能的OCT)の検討を行い,その成果を国内学会で発表した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

脳の感染や再生組織の影響により,TE野での光イメージングの実験実施が困難となったケースが数例あったことと,これまで所属していた研究室の閉鎖及び異動に伴う作業のため遅れを生じた.

今後の研究の推進方策

新しい所属ではマカクサルを用いた追加実験が不可能であるため,2019年度は実験データの蓄積に注力した.今後は,この蓄積したデータを解析するとともに,顔の角度(face-view)の脳内表現と機能的OCTの検討も引き続き行う.

次年度使用額が生じた理由

これまで所属していた研究室の閉鎖のため,新しい所属での研究環境を整える必要が生じた.次年度使用額については,これまでに得たデータを解析するためのコンピュータやノートパソコン(学会発表用),実験に必要な品などに使用する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 国立交通大学(台湾)(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立交通大学(台湾)
  • [学会発表] Micro-tomographic imaging of brain function using functional optical coherence tomography2020

    • 著者名/発表者名
      中道友,Kai-Shih Chiu
    • 学会等名
      日本生体医工学会 第59回日本生体医工学会大会
  • [学会発表] Functional optical coherence tomography with Fourier imaging reveals three-dimensional and micro-scale brain functional structure2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Nakamichi, Manabu Tanifuji
    • 学会等名
      日本生物物理学会 第57回年会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 光を使って神経回路をトレースする -霊長類の脳機能メカニズムの解明に向けて-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2019/20190522_2/index.html

  • [備考] A new window into macaque brain connections

    • URL

      https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-04/r-anw042319.php

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公開日: 2021-01-27  

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