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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22500349
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 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, 講師 (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)
• 連携研究者: 坂本 一寛 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80261569)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: システム神経生理 / ニューロインフォマティクス / 背内側前頭前野

研究概要

行動戦略・実際の行動を順次指示する課題を行うようサルを訓練し、課題遂行に関係したニューロン活動を背内側前頭前野から記録・解析した。得られた結果から、ニューロンの中に情報の与え方によって活動を変化させるものがあること、各ニューロンは分業体制にあり、それぞれ異なった役割を担っていること、領野全体としては戦術の選択から行動の選択までの流れに一貫して関わっていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Neuronal representation of task performance in the medial frontal cortex undergoes dynamic alterations dependent upon the demand for volitional control of action (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, Akiyama T, Mushiake H.
  • 雑誌名: Exp Brain Res ページ: E1-E11
  • DOI: doi:10.1007/s00221-013-3454-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequency-dependent entrainment of neocortical slow oscillation to repeated optogenetic stimulation in the anesthetized rat (2012)
  • 著者名/発表者名: Kuki T, Ohshiro T, Ito S, Ji G, Fukazawa Y, Matsuzaka Y, Yawo H, Mushiake H.
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 75 ページ: 35-45
  • DOI: doi:10.1016/j.neures.2012.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuronal activity in the primate dorsomedial prefrontal cortex contributes to strategic selection of response tactics (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, Akiyama T, Tanji J, Mushiake H.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 ページ: 4633-4638
  • DOI: doi:10.1073/pnas.1119971109
  • 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 electro- physiology (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, Ichihara T, Abe T, Mushiake H
  • 雑誌名: J Undergrad Neurosci Educ 巻: 10 ページ: A118-A124
  • URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/arti cles/PMC3598091/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered cognitive function of prefrontal cortex during errorfeedback in patients with irritable bowel syndrome, based on FMRI and dynamic causal modeling (2012)
  • 著者名/発表者名: Aizawa E, Sato Y, Kochiyama T, Saito N, Izumiyama M, Morishita J, Kanazawa M, Shima K, Mushiake H, Hongo M, Fukudo S
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 143 ページ: 1188-1198
  • DOI: doi:10.1053/j.gastro.2012.07.104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the medial frontal cortices in the selection, storage and retrieval of response tactics in a voluntary arm-reaching task (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, et al
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 71 ページ: e380
  • URL: URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168010211018530
• [雑誌論文] Deciphering elapsed time and predicting action timing from neuronal population signals (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinomoto S, Omi T, Mita A, Mushiake H, Shima K, Matsuzaka Y, Tanji J
  • 雑誌名: Front Comput Neurosci 巻: 5
  • DOI: doi:10.3389/fncom.2011.00029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of functional connectivity among cortical layersduring optogenetically induced perturbations (2011)
  • 著者名/発表者名: Kuki T, Matuzaka Y, Fukazawa Y, Yawo H, Mushiake H.
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 71 ページ: e312
  • URL: URL:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168010211015422
• [雑誌論文] Optimization of neuronal representation of action in primate supplementary motor area (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, et al
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 60 ページ: S90
• [雑誌論文] Opto-current-clamp actuation of cortical neurons using a strategically designed channel- rhodopsin (2010)
  • 著者名/発表者名: Wen L, Wang H, Tanimoto S, Egawa R, Matsuzaka Y, Mushiake H, Ishizuka T, Yawo H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 5 ページ: 1-13
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0012893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deficits in action selection based on numericalinformation after inactivation of the posterior parietal cortex in monkeys (2010)
  • 著者名/発表者名: Sawamura H, Shima K, Tanji J.
  • 雑誌名: J Neurophysiol 巻: 104 ページ: 902-910
  • URL: http://jn.physiology.org/content/104/2/902.long
  • 査読あり
• [学会発表] てんかん発作における海馬長軸方向ネットワークの重要性:オプトジェネティクスを用いた海馬けいれんモデルでの検討 (2013)
  • 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,菅野江里子,奥村栄一,八尾寛,中里信和,虫明元,冨永悌二
  • 学会等名: 第36回日本てんかん外科学会
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2013-01-17
• [学会発表] Artifact-less observation and low mortality compared with conventional animal models of seizures. It is promising tool to study the mechanism of ictogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Osawa S, Iwasaki M, Hosaka R, Matsuzaka Y, Tomita H, Ishizuka T, Sugano E, Okumura E, Yawo H, Nakasato N, Tominaga T, Mushiake H.
  • 学会等名: 66th American Epilepsy Society Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2012-11-13
• [学会発表] 光感受性イオンチャンネルを用いた新しい海馬てんかん発作モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 大沢伸一郎、保坂亮介、松坂義哉、富田浩史、石塚徹、菅野江里子、奥村栄一、八尾寛、中里信和、富永悌二、虫明元
  • 学会等名: 第46回日本てんかん学会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2012-10-11
• [学会発表] Separate population of prefrontal neurons represent forthcoming tactics and action at the time of encoding and execution (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂義哉、虫明元
  • 学会等名: 第35回日本神経科学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Analysis of the high frequency activity during the up state of optogenetically entrained neocortical slow oscillation in the anesthetized rat cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: 九鬼敏伸、大城朝一、深澤有吾、 松坂 義哉、八尾寛、虫明元
  • 学会等名: 第35回日本神経科学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] The role of the supplementary eye field in evaluating outcomes during an oculomotor search task (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi N, Sakamoto K, Furusawa Y, Tanji J, Aoki M, Mushiake H.
  • 学会等名: 第35回日本 神経科学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] Time-development of excitation- inhibition balance in the prefrontal cortex during a path-planning task (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Saito N, Yoshida S, Katori Y, Tanji J, Aihara K, Mushiake H.
  • 学会等名: 第35回日本神経科学会大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] 行動戦術の選択におけるサル後内側前頭前野の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松坂義哉
  • 学会等名: 第5回東北大学脳科学コアセンターセミナー
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-08-24
• [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: Matsuzaka Y、Saito S、Tanji J、Mushiake H
  • 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
• [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
• [学会発表] Supervisory role of the primate medial prefrontal cortex in the selection of response tactics (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, Mushiake H, Tanji J.
  • 学会等名: 第1回 東北大学脳科学国際シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-01-21
• [学会発表] Optocurrent-clamp actuation of cortical neurons using a strategically designed channel- rhodopsin (2011)
  • 著者名/発表者名: Wen L, Wang H, Tanimoto S, Egawa R, Matsuzaka Y, Mushiake H, Isizuka T, Yawo H.
  • 学会等名: 第1回 東北大学脳科学国際シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2011-01-21
• [学会発表] 新世代チャネルロドプシンのデザイン-評価-神経科学への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 八尾寛、王紅霞、温磊、石塚徹、松坂義哉、虫明元
  • 学会等名: 第48回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 仙台市
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Neurons in the primate posterior medial prefrontal cortex respond to the clues as to the response rules of forthcoming actions (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaka Y, Mushiake H.
  • 学会等名: Neuro 2010 Japan
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Dynamic causal modeling of effective connectivity during rule changes inirritable bowel syndrome (2010)
  • 著者名/発表者名: Aizawa E, Sato Y, Kochiyama T, Morisita J, Kanazawa M, Shima K, Hongo M, Mushiake H, Fukudo S.
  • 学会等名: Neuro 2010 Japan
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] A neurocomputational model for amodal completion in ambiguous figures (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Kumada T, Yano M.
  • 学会等名: Neuro 2010 Japan
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] Transition of information representation in a multi-stable attractor model of the prefrontal cortex (2010)
  • 著者名/発表者名: Katori Y, Sakamoto K, Mushiake H, Aihara K.
  • 学会等名: Neuro 2010 Japan
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-09-01
• [学会発表] 次世代チャネルロドプシン光駆動による大脳皮質神経回路の賦活化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 温磊、王紅霞、松坂義哉、虫明元、石塚徹、八尾寛
  • 学会等名: 文部科学省「脳科学研究戦略推進プログラム」平成22年度第一分科会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-07-27
• [備考]
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2012/02/press20120223-02.html
• [備考]
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/news/1283.html
• [産業財産権] 生体用微小神経電極針体及び生体用微 小神経電極針体の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 古澤義人、 松坂義哉 、中島敏、小林 弘、中台康紀、高橋善和
  • 権利者名: 古澤義人、 松坂義哉 、中島敏、小林 弘、中台康紀、高橋善和
  • 産業財産権番号: 特許、特願2012-222928
  • 出願年月日: 2012-10-05
• [産業財産権] 神経用電極 (2012)
  • 発明者名: 加納宣彦、斉藤克己、虫明元、松坂義哉、川口典彦
  • 権利者名: 加納宣彦、斉藤克己、虫明元、松坂義哉、川口典彦
  • 産業財産権番号: 特許、特願2012-177078
  • 出願年月日: 2012-08-09
• [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: 出江伸一、高木敏行、永富良一、松坂義哉、石井賢治、中里信和
  • 権利者名: 出江伸一、高木敏行、永富良一、松坂義哉、石井賢治、中里信和
  • 産業財産権番号: 特許20080285
  • 出願年月日: 2012-02-12