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2023 年度 実績報告書

n-back課題を用いた中央実行系の神経機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K19476
研究機関北海道大学

研究代表者

田中 真樹  北海道大学, 医学研究院, 教授 (90301887)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードワーキングメモリ / 中央実行系 / 短期記憶 / 消去 / 前頭連合野 / 眼球運動 / 非ヒト霊長類
研究実績の概要

作業記憶は前頭連合野を主座とし、記憶を貯蔵する下位システムと情報の統合・操作を行う中央実行系に分けられる。短期記憶の神経表象は遅延期間中の持続的な活動として古くから報告があるが、記憶を更新・消去する際に前頭連合野ニューロンがどのような活動を示すのか明らかではない。本研究では、サルに眼球運動を用いたn-back課題を訓練してこれを調べた。すべての実験は機関の動物実験委員会の審査と承認を受けて行った。

3頭のサルの前頭前野外側部から課題中に神経活動の記録を行った。これまでに、特定の視覚刺激の位置を記憶している間に持続的な活動を示すニューロン、特定の刺激位置の記憶を消去する際に一過性に活動するニューロン、単純な視覚応答の大きさが受容野内の視覚刺激の順番や課題ルールによって変化するニューロンなどを発見することができた。また、記録部位の電気刺激によって、反対視野の刺激位置を覚えておくことができなくなるような行動を誘発することに成功している。令和5年度はこれらの成果を学会で発表するとともに、詳しいデータ解析を行って論文を作成し、現在国際誌に投稿している。また、課題中の前頭前野から多点電極を用いて局所場電位(LFP)の記録を行い、解析を行った。課題特異的に一定のタイミングでLFPの低周波数成分のパワーや試行間でのコヒーレンスが変化するといった興味深い結果が得られているものの効果量が小さく、現在、さらに詳細な解析を進めている。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sensory and motor representations of internalized rhythms in the cerebellum and basal ganglia2023

    • 著者名/発表者名
      Kameda Masashi、Niikawa Koichiro、Uematsu Akiko、Tanaka Masaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 ページ: e2221641120

    • DOI

      10.1073/pnas.2221641120

    • 査読あり
  • [学会発表] 小脳歯状核でのエラー確率の符号化と内側前頭葉への投射2024

    • 著者名/発表者名
      安部 楓、岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      日本小脳学会第14回学術集会
  • [学会発表] Two different subcortical signals for timing of self-initiated saccades2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Eye Movements
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リズム感覚2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      時間言語フォーラム [特別企画] 生成される時間
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間知覚の神経機構2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      第46回 日本神経科学大会(教育講演)
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-timingにおける大脳基底核と小脳の役割2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      第37回 日本大脳基底核研究会(JBAGS 2023)シンポジウムI 脳の中の基底核
    • 招待講演
  • [学会発表] 小脳と大脳基底核におけるリズム処理の階層性2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      北海道大学脳科学研究教育センター設立20周年シンポジウム
  • [学会発表] リズム知覚と小脳2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      第53回日本臨床神経生理学会学術大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of the cerebellum in rhythm processing2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M.
    • 学会等名
      WPI-ASHBi seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid changes in cortico-striatal signal transmission during adaptive behavior in monkeys.2023

    • 著者名/発表者名
      Okada K-I & Tanaka M.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Eye Movements
    • 国際学会
  • [学会発表] 聴覚オドボール課題中にみられた視覚誘発電位の周期的変化2023

    • 著者名/発表者名
      杉尾凌虎、岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 小脳は行動エラーに関連した信号を内側前頭葉に送る2023

    • 著者名/発表者名
      安部 楓、岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] リズミカルな視覚刺激の時間予測に関わる小脳プルキンエ細胞の活動2023

    • 著者名/発表者名
      LiLi、岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] 皮質-線条体経路の信号伝達はサルの適応行動に伴い柔軟に変化する2023

    • 著者名/発表者名
      岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
  • [学会発表] Involvement of cerebellar Purkinje cells in the generation of internalized rhythms.2023

    • 著者名/発表者名
      LiLi、岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第103回生理学会北海道地方会
  • [学会発表] 適応行動に伴い柔軟に変化する大脳皮質-線条体経路の信号伝達2023

    • 著者名/発表者名
      岡田研一、田中真樹
    • 学会等名
      第103回生理学会北海道地方会
  • [学会発表] Prefrontal neuronal signals related to extinction of short-term memory during oculomotor n-back task in monkeys.2023

    • 著者名/発表者名
      Sawagashira R & Tanaka M.
    • 学会等名
      第45回日本生物学的精神医学会
  • [学会発表] Cerebellar Purkinje cell activity during temporal prediction of rhythmic visual stimulus.2023

    • 著者名/発表者名
      LiLi, Okada K-I & Tanaka M.
    • 学会等名
      Soc Neurosci Abstr. Washington DC.
    • 国際学会
  • [図書] Temporal information processing in the cerebellum and basal ganglia. In: Neurobiology of Interval Timing (2nd Edition) (in press)2024

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., Kameda, M. & Okada, K.I.
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      Springer-Nature
  • [図書] 時間知覚と予測の神経機構『脳神経内科』第100巻第6号 (印刷中)2024

    • 著者名/発表者名
      田中真樹、岡田研一、亀田将史
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      科学評論社
  • [図書] 視覚探索における注意と記憶 Brain & Nerve 76巻6号特集「注意と注意障害」(印刷中)2024

    • 著者名/発表者名
      澤頭 亮、田中真樹
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      医学書院
  • [図書] 同期運動とリズム知覚の神経機構 Clinical Neuroscience 412023

    • 著者名/発表者名
      田中真樹、岡田研一、亀田将史
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      中外医学
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://niseiri.med.hokudai.ac.jp/

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公開日: 2024-12-25  

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