• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2011 年度 実績報告書

知覚のトップダウン機構:神経生理学を基礎とした動力学のシナリオ

研究課題

研究課題/領域番号 22500281
研究機関京都産業大学

研究代表者

藤井 宏  京都産業大学, 名誉教授 (90065839)

研究分担者 伊藤 浩之  京都産業大学, コンピュータ理工学部, 教授 (80201929)
キーワード知覚のトップダウン機構 / 心的イマジェリー / レビー小体型認知症 / 皮質求心性アセチルコリン / 擬アトラクター概念 / ムスカリン性受容体 / ムスカリン性前シナプス抑制 / アトラクター景観の変形
研究概要

大脳皮質2/3層において、トップダウン注意に伴う皮質求心性アセチルコリンの過渡的な放出によるムスカリン性前シナプス抑制について(Salgado 2008;Kruglikov 2007)そのシステム・レベルの動力学的帰結、および、それに支えられている認知的意味を論じた。本研究の第一段階として、知覚のトップダウン機構の一つとして純粋に内的な心的過程である心的イマジェリーの機序を非線形力学系からの考察を基礎に一連の作業仮説を提出し、数値シミュレーションによって議論の妥当性を示した。
外部刺激の非存在下(=皮質4層への入力がなく),かつ注意に伴うトップダウンの流れがない(=1層へのグルタメートスパイク,および皮質求心性アセチルコリンがデフォールト水準を超えて過渡的に投射されていない)とき、皮質内部の動力学的状態はアトラクタ痕跡の形でのみ存在し,皮質ダイナミクスは痕跡間の不断の変転を示す。トップダウン注意の流れはこの過程を一時的に逆転させ過渡的にアトラクタを再構築する。(1)デフォールト水準を超えて過渡的・局所的にに投射される皮質求心性アセチルコリンが、皮質2/3層錐体細胞への抑制性ニューロンからの抑制を減少させ(前シナプス抑制の減少)、その結果としてデフォールト状態では擬アトラクタとして潜在的に存在している"局所アトラクタ"が活性化する。このアセチルコリン投射は、系の状態遷移を惹起こすいわば分岐パラメータとみなせる。(2)同時に、注意の脳内過程として皮質1層へグルタメート・スパイク投射が、システム状態(系の軌道)を特定のアトラクタへジャンプさせる。これは系への外的な力として働く。本研究の概要とシミュレーション結果の速報を、ICCN 2011 国際会議(ニセコ、日本)、ICNAAP2011 国際会議(Halkidiki、ギリシャ)において行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

第1の研究段階として純粋に内的な脳内過程である心的イマジェリーの機序について、皮質求心性アセチルコリンの分岐パラメータとしての役割に注目しつつ、従来の立場と異なった新しい仮説を提案した。また、数値シミュレーションによる妥当性の検証を行った。今後、本研究を基礎に研究者による議論を期待できる。

今後の研究の推進方策

レビー小体型認知症における視覚的幻覚は、皮質内のアセチルコリンの大幅な減少と明確な相関をもつ。(Perry & Perry 1995; Collerton 2005)。このような症状は、脳(皮質)-視覚感覚皮質、側頭皮質および、前頭前野皮質間のネットワークのダイナミックな側面(の不全)に依存するが、その中でムスカリン受容体、ニコチン受容体の活性の減少がいかなる機序によってこのような"偽の"主観的感覚を与えるのか?現在までの第一段階の知見を基礎に、本年度は全体的な枠組みを構築し、次年度における数値シミュレーションへの準備とする。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] A New Role for Attentional Corticopetal Acetylcholine in Cortical Memory Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii, T.Kanamaru, K.Aihara, I.Tsuda
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings "International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics 2011"(eds T.E.Simos et al.,)(American Institute of Physics)

      巻: 1389 ページ: 1340-1343

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Top-down Mechanism of Perception : A Scenario on the Role for Layer 1 and 2/3 Projections Viewed from Dynamical Systems Theory2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii, K.Aihara, I.Tsuda
    • 雑誌名

      Advances in Cognitive Neurodynamics(II)(eds.R.Wang and F.Gu)(Springer-Verlag)

      ページ: 79-84

    • DOI

      10.1007/978-90-481-9695-1_11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transitory Behaviors in Diffusively Coupled Nonlinear Oscillators2011

    • 著者名/発表者名
      S.Tadokoro, Y.Yamaguti, H.Fujii, I.Tsuda
    • 雑誌名

      Cognitive Neurodynamics

      巻: 5 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s11571-010-9130-0

    • 査読あり
  • [学会発表] The Brain Viewed from Dynamical Systems2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii
    • 学会等名
      Frontiers in Dynamical Systems and Topology
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所(招待講演)
    • 年月日
      20111121-20111125
  • [学会発表] A New Role for Attentional Corticopetal Acetylcholine in Cortical Memory Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii, T.Kanamaru, K.Aihara
    • 学会等名
      ICNAAM 2011 American Institute of Physics
    • 発表場所
      Halkidiki, Greece(招待講演)
    • 年月日
      20110919-20110925
  • [学会発表] Attentional Cholinergic Projections May Induce Transitions of Attractor Landscape via Presynaptic Modulations of Connectivity2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii, T.Kanamaru, K.Aihara, I.Tsuda
    • 学会等名
      ICCN 2011-The 3rd International Conference on Cognitive Neurodynamics 2011
    • 発表場所
      Niseko, Japan
    • 年月日
      20110609-20110613
  • [学会発表] A New Role for Attentional Corticopetal Acetylcholine in Cortical Memory Dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii
    • 学会等名
      RISC-Relais d'information sur les sciences de la cognition (Cergy-Pontoise大学)
    • 発表場所
      Cergy-Pontoise、France
    • 年月日
      2011-12-19
  • [学会発表] Why/How People See Things That Are Not There : A phenomenological view to transitory memory dynamics between attractor ruins and the role of cortically-projecting acetylcholine in the cortex2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii
    • 学会等名
      Dynamical Systems Seminar, Dept.Mathematics, The University of Utrecht
    • 発表場所
      Utrecht, The Netherlands
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] Internal Mental Processes and the Role for Acetylcholine-Puzzles on RCVH in DLB2011

    • 著者名/発表者名
      H.Fujii
    • 学会等名
      複雑系セミナー
    • 発表場所
      札幌、北海道大学電子科学研究所(招待講演)
    • 年月日
      2011-03-14

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi