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2019 年度 実績報告書

霊長類モデルを用いた作業記憶を更新する神経メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J21332
研究機関北海道大学

研究代表者

澤頭 亮  北海道大学, 医学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード作業記憶 / ワーキングメモリ / スレーブシステム / 中央実行系 / 非ヒト霊長類 / 採餌行動 / 前頭連合野 / 統合失調症
研究実績の概要

「霊長類モデルを用いた作業記憶を更新する神経メカニズムの解明」を研究課題として掲げ、複数の研究を同時並行で進めている。前年度までの進捗状況をふまえつつ、本年度の研究実施計画を述べる。
前年度においては、主に行動薬理実験(研究実施計画記載の②)の進捗が大きく、様々な研究会や国内学会で発表の機会を得て、専門家と積極的にディスカッションした。昨年末から英語論文としてまとめ、概ね投稿準備が整った。令和2年中の採択を目指している。同課題は、ヒトを対象とした心理物理実験も視野に入れた研究であり、その実験準備も開始する。
一方、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作(研究実施計画記載の①)に関しては、先行していた個体からの記録実験が不十分であったため、新規個体に対して課題のトレーニングを行い、昨年末から記録実験を開始した。現在までに、作業記憶のスレーブシステム(特別研究員申請書「研究の背景と問題点」に記載)を表象する神経活動は記録できているものの、メインの中央実行系を表象する神経活動は未だ発見できていない。従って、現有の個体からの記録実験を精力的に行いつつ、追加で新規個体に課題を訓練し、本年度からすぐに記録実験を開始できるように準備を行っている。
また、視覚探索課題における眼球運動特性のtACSによる操作(研究実施計画記載の③)に関しては、広範囲の脳領域に対して、様々な組み合わせの刺激を与える必要があるため、特殊な頭部固定方法が必要である。前年度は、そのための準備に時間を要した。本年度は、実験環境を早期に完成させ、新規個体に対して課題のトレーニングを開始する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

上述の行動薬理実験(研究実施計画記載の②)は、期待通りの進捗が得られた。
一方で、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作(研究実施計画記載の①)の進捗がやや遅れている。現在までに、作業記憶のスレーブシステム(特別研究員申請書「研究の背景と問題点」に記載)を表象する神経活動は記録できているものの、メインの中央実行系を表象する神経活動は未だ発見できていないからである。その原因の一つとして、記録したニューロンデータの中には、方向選択性の明確でないものがあり、結果の解釈を困難にしている点が挙げられる。

今後の研究の推進方策

上述の行動薬理実験(研究実施計画記載の②)は、ヒトを対象とした心理物理実験に発展させる予定であり、その実験環境を整備する。
一方、2-back課題を用いた空間的作業記憶の更新に関わる神経活動の評価と操作(研究実施計画記載の①)に関しては、今後、2頭のサルを対象に、方向選択性のあるニューロンに絞って実験を行うことで目的のニューロンの早期発見を目指す。
また、視覚探索課題における眼球運動特性のtACSによる操作(研究実施計画記載の③)に関しては、広範囲の脳領域に対して、様々な組み合わせの刺激を与える必要があるため、特殊な頭部固定方法が必要である。今後は、実験環境を早期に完成させ、新規個体に対して課題のトレーニングを開始する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (6件)

  • [学会発表] 採餌行動課題を用いた作業記憶の定量化とケタミンによる変化2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      新学術領域時間生成学第二回領域会議
  • [学会発表] Ketamine-induced alterations in memory capacity and exploratory behavior during oculomotor foraging in monkey2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      NEURO2019
  • [学会発表] 採餌行動のモデルとケタミンによる変化2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      日本生理学会北海道地方会
  • [学会発表] 霊長類モデルを用いた作業記憶の神経メカニズ ムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      北海道大学脳科学研究教育センター合宿研修
  • [学会発表] 新規採餌課題を用いたワーキングメモリの定量化2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      北海道大学部局横断シンポジウム
  • [学会発表] 新規採餌課題を用いた作業記憶の定量化2019

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮
    • 学会等名
      生理学研究所研究会~行動の多様性を支える神経基盤とその動作様式の解明

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公開日: 2021-01-27  

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