| 研究課題/領域番号 |
26290012
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| 研究機関 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
星 英司 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (50407681)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 意思決定 / 記憶 / 認知 / 行動 / 運動 |
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| 研究実績の概要 |
視覚情報に基づいて適切な行動を行う過程において、１）視覚と行動の連合に基づいて行動を選択するメカニズム、２）選択された行動を準備状態として保持するメカニズム、さらに、３）行動選択を準備状態へ受け渡すメカニズムが必須である。前頭葉を中心としたネットワークがこれらの過程において中心となることが示唆されているが、その全貌は依然として明らかではない。そこで、本研究では神経活動記録を中心とした実験的研究により、この三つのメカニズムを解析することで、視覚行動連合に基づく行動制御の神経メカニズムを、前頭葉ネットワークを構成する複数の脳部位の特異的な情報処理と機能連関の観点から明らかとすることを目指す。
コンピュータ制御のもと、以下の行動課題を学習させた。眼前のモニター上に提示された固視点を見ることによって課題は開始され、続いて、視覚図形が提示される。図形毎に右または左への到達行動が要求されるので、この段階で、視覚行動連合に基づいて行動方向を選択することが必要となる。視覚図形が消えた後は、固視点のみが残るので、選択された行動を準備状態として保持することが要求される。この遅延期間の後、二枚のカードが提示され、固視点が消えることがゴーとなる。その後、指示された方向のカードへ働きかけることによって、報酬を得ることができる。
この課題を遂行中に前頭葉の運動野より細胞活動を記録したところ、より前方部から後方部へ向かって、上記の１）、２）、３）のメカニズムが反映されていることが明らかとなった。これは前頭葉の中に前後方向の機能分化があることを示す。
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| 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
研究初年度となる本年度においては、実験システムの構築を完了させた。行動制御には米国Reflective Computing社製のTEMPONETシステムを導入し、３台のコンピュータを連携させることによって、プログラミングにより複雑な認知行動課題をミリ秒以下の精度で行えるようにした。本研究では、高密度の記録のため２４チャネルの多点電極アレイを使って記録を行うが、そのためにTDT社製の最新鋭システム（RZ-2）を導入した。こうして導入した２つのシステム（TEMPONETとRZ-2）を連結することにより、動物に複雑な認知行動をさせながら、大量の神経活動を記録することが可能となった。続いて、動物の馴化と行動課題訓練を行った。プログラミングを駆使し、徐々に複雑な課題を学ばせることにより、複数の動物に目的とする行動課題をマスターさせることができた。すでに、神経細胞活動記録を開始し、新しい知見が得られている。
こうした本年度の研究活動により、今後の研究展開のための基盤を予定通りに確立することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、平成２６年度に確立した実験系を最大限に活用することにより、予定通りに研究を展開していく。記録領域を更に広げることにより、領域間の機能分化を明らかとする。さらに、薬剤微量注入方を用いて脳局所を不活化し、それが行動上にどのような影響が生じるのかについての解析を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
１）技術員を雇用したが、出勤日数が最初の想定ほど多くなかったため、人件費・謝金の支出が少なかった。２）研究打ち合わせのための出張を行う予定であったが、電子メール等の手段で効率的に行うことが出来たため、出張回数が想定よりも少なかった。３）英文論文の投稿準備段階で、英文校閲を複数回利用する予定であったが、想定ほど利用することがなかった。以上の３つの主たる理由により、次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額については、より高性能なデータ解析用PC（Apple社製 Mac Pro）の購入費、英文校閲費、試薬などの実験用消耗品費として使用する計画である。
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