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2011 年度 実績報告書

行動戦略の統合的制御における前頭前野内側部の新領域の役割

研究課題

研究課題/領域番号 22500349
研究機関東北大学

研究代表者

松坂 義哉  東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (30312557)

研究分担者 嶋 啓節  東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (60124583)
キーワード前頭前野 / ニホンザル / 戦略 / 戦術 / ニューロン
研究概要

本年度は先に提出した研究実施計画に従い、複数の戦略を適宜使い分けつつ左右どちらかのボタンを押すようニホンザルを訓練した。但し、計画書で記述した課題のデザインに対して以下の改良を行った。1)当初のデザインではボタン選択の戦略は二種類(color conditional taskとspatial taskの使い分け)だったが、更に条件を細分化し、conditional task,spatial taskについてそれぞれ2種類ずつ、計4種類の戦略を設定した。2)当初のデザインでは、一種類の指示信号によってボタン選択の戦略を確定させていたが、新しいデザインでは4種類の戦略のうち、どれに従ってボタンを選択するか二段階に分けて指示する信号を与える。3)各指示信号の持つボタン押し戦略に関する情報量をシステマティックに変化させ、最初の指示信号だけで戦略を確定するか、二段階目で初めて確定するか選択できるようにする。
以上の改良によって、先行研究(例、White & Wise Exp-Brain-Res. 126 : 315-335, 1999 ; Wallis et al. Nature 411 : 953-956, 2001)との差別化が可能となったほか、指示信号の持つ行動戦略に関する情報量と神経活動との関係を情報理論を用いて定量的に解析でぎる見通しが立った。現在、この課題を遂行するよう訓練システムを立ち上げ、ニホンザル三頭の訓練を進めている。また、同時に遅延期間中の細胞活動を色に関する作業記憶と区別するために対照実験(delayed color non-matching to sample task)を設定し、この訓練を続けている。

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

訓練中のサルは二頭とも計画書に記述した行動課題をほぼマスターしている。但し、東日本大震災の影響でニューロン記録用機器の特殊部品(ポリ尿素被覆電極)を発注していた企業からの納品が遅れているため、データ記録はまだ開始できていない。

今後の研究の推進方策

対照実験として新たに取り入れた行動課題のため、訓練時間が延長している。このため、行動課題を簡素化する一方、データの解析方法を見直すことで対処する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Neuronal activity in the primate dorsomedial prefrontal cortex contributes to strategic selection of response tactics2012

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaka, et al
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 109 ページ: 4633-4638

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bio-amplifier with driven shield inputs to reduce electrical noise and its application to laboratory teaching of electrophysiology2012

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaka, et al
    • 雑誌名

      Journal of Undergraduate Neuroscience Education

      巻: 10 ページ: 118-124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deciphering elapsed time and predicting action timing from neuronal population signals2011

    • 著者名/発表者名
      Shinomoto, et al
    • 雑誌名

      Front Comput Neurosci

      巻: 5 ページ: 29-39

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of functional connectivity among cortical layers during optogen etically induced perturbations2011

    • 著者名/発表者名
      Kuki, et al
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 71 ページ: e312

  • [雑誌論文] Roles of the medial frontal cortices in the selection, storage and retrieval of response tactics in a voluntary arm-reaching task2011

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaka, et al
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 71 ページ: e380

  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた新たなけいれんモデル2012

    • 著者名/発表者名
      大沢伸一郎、岩崎真樹、保坂亮介、松坂義哉、富田浩史、石塚徹、八尾寛、中里信和、虫明元、冨永悌二
    • 学会等名
      第89回日本生理学会大会
    • 発表場所
      松本市
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 反応タクティックスの選択、記憶、読み出しにおける前頭葉内側皮質の役割2011

    • 著者名/発表者名
      松坂, 他
    • 学会等名
      第34回日本神経科学会大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 光遺伝学による大脳皮質神経活動撹乱時の層間結合性の解析2011

    • 著者名/発表者名
      九鬼敏伸、松坂義哉、深澤有吾、八尾寛、虫明元
    • 学会等名
      第34回日本神経科学会大会
    • 発表場所
      横浜市
    • 年月日
      2011-09-14
  • [備考]

    • URL

      http://www.med.tohoku.ac.jp/article/show/id/1283

  • [産業財産権] 筋電位をトリガーとする磁気刺激装置2012

    • 発明者名
      出江, 他
    • 権利者名
      出江, 他
    • 産業財産権番号
      P20080825
    • 出願年月日
      2012-02-12

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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