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2015 年度 実績報告書

問題解決課題時の前頭葉細胞における予測符号化仮説に基づく神経過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26290001
研究機関東北大学

研究代表者

虫明 元  東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80219849)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード脳と神経 / ゼロ細胞
研究実績の概要

今年度は 数操作に関して頭頂葉の細胞活動を主に解析した。数操作の対象を0から5まで解析すると、ゼロに対する応答性が最も高い細胞が予想以上に多く見つかった。他の数1-から5までの数と違い、数の選択性の高い ゼロだけに応じる細胞と 0で最大応答だが1にも次いで応じる細胞と二種類に分類された。ゼロに応じる細胞は2種類に分かれることでゼロの他の数との近接性や 特異性が判明した。連続的な変化を示すゼロ細胞はナンバーライン上の1に近い数にも近さに応じては応答が減少した。このことはゼロが数の順序性の中できちんと位置していることを示している。一方でゼロ特的な細胞は、ゼロが数の連続性以外に 有無を表す特別な意義があることを示唆していた。 このことは行動経済学において 金額が一円違いであっても、ゼロすなわちフリー(無料)になると途端に選択する確率が増える傾向をよく説明する。すなわち、有無という点で ゼロは特別な意味をもち、行動を変えてしまう。しかし実際に2種のゼロ細胞が有ることから、このお湯な順序化された数としてのゼロと 有無のゼロが異なる行動に結びついても不思議がないと思われた。行動経済学の不合理な行動は神経科学としては十分に理解可能な行動といえる。今回のゼロ細胞の発見はその神経基盤を与えている。この成果はプレスリリースされた。サルは数字をシンボルとしては使わないが、数の概念としてはヒトのもつゼロの概念とかなり近い神経表現を持っている事になる。このことはたいへん反響があり、河北 日経、読売等の新聞で取り上げられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今年度は 数操作に関して頭頂葉にゼロに対する応答性が最も高い細胞が予想以上に多く発見できた。しかも数の選択性の高い ゼロだけに応じる細胞と 0で最大応答だが1にも次いで応じる細胞と二種類を分けられた。ゼロ細胞の行動経済学においての意義を考察してプレスリリースで新聞等で反響を得たことは予想以上であった。

今後の研究の推進方策

引き続き前頭葉と頭頂葉からの細胞活動記録と解析を進めて、数操作の神経機構を明らかにしていきたい。演算操作に関しては 前頭葉側と頭頂葉側で神経活動の違いが予想され、その点で 比較を定量的に行って行くようにする。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transplantation of Unique Subpopulation of Fibroblasts, Muse Cells, Ameliorates Experimental Stroke Possibly via Robust Neuronal Differentiation.2016

    • 著者名/発表者名
      Uchida H, Morita T, Niizuma K, Kushida Y, Kuroda Y, Wakao S, Sakata H, Matsuzaka Y, Mushiake H, Tominaga T, Borlongan CV, Dezawa M
    • 雑誌名

      Stem Cells

      巻: 34 ページ: 160-73

    • DOI

      doi: 10.1002/stem.2206. Epub 2015 Sep 28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representation of the Numerosity 'zero' in the Parietal Cortex of the Monkey2015

    • 著者名/発表者名
      Okuyama S, Kuki T, Mushiake H
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 5 ページ: 10059-3

    • DOI

      doi: 10.1038/srep10059.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Suppression of Beta Oscillations in the Primate Supplementary Motor Complex Reflects a Volatile State During the Updating of Action Sequences.2015

    • 著者名/発表者名
      Hosaka R, Nakajima T, Aihara K, Yamaguchi Y, Mushiake H
    • 雑誌名

      Cereb Cortex. 2015

      巻: 163 ページ: 1-5

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Maintenance and updating of behavior in the medial frontal areas2015

    • 著者名/発表者名
      H Mushiake
    • 学会等名
      NTNU-Tohoku Univ. Brain Science
    • 発表場所
      Sendai 東北大学脳科学センター
    • 年月日
      2015-11-25 – 2015-11-25
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Representational transition from behavioral tactics into action by neurons in primate posterior medial prefrontal cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Y. MATSUZAKA, A. SASAGAWA, H. MUSHIAKE
    • 学会等名
      SFN
    • 発表場所
      Chicago USA
    • 年月日
      2015-10-20 – 2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Two types of representations for numerosity ‘zero’ in the parietal cortex of the monkey2015

    • 著者名/発表者名
      S. OKUYAMA, H. MUSHIAKE
    • 学会等名
      SFN
    • 発表場所
      Chicago USA
    • 年月日
      2015-10-20 – 2015-10-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Two types of representations for numerosity ‘zero’ in the Parietal Cortex of the Monkey2015

    • 著者名/発表者名
      S. OKUYAMA1, H. MUSHIAKE
    • 学会等名
      SFN
    • 発表場所
      Chicago USA
    • 年月日
      2015-10-19 – 2015-10-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Performance monitoring and behavioral adjustment in the medial frontal areas2015

    • 著者名/発表者名
      H. MUSHIAKE
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Vision (APCV) (国際会議)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cooperativity between working memory and behavioral planning in the monkey prefrontal cortex2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto K, Saito N , Yoshida S, Mushiake H
    • 学会等名
      IBRO
    • 発表場所
      Brazil Rio de Janeiro
    • 年月日
      2015-07-07 – 2015-07-10
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学大学院医学系研究科 生体システム生理学分野

    • URL

      http://www.neurophysiology.med.tohoku.ac.jp/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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