前年度に発表した総説「予測-大脳新皮質のベイジアンフィルタ仮説」では,脳の大脳新皮質によるベイジアンフィルタの実装仮説を提案した.同仮説の検証で,本年度は,音源定位課題中のマウスの頭頂皮質 (Posterior parietal cortex: PPC) と後内側皮質 (Posteromedial cortex: PM) の神経活動を,蛍光カルシウムプローブのGCamp6fを用いて,二光子顕微鏡法でイメージングした.音源定位課題で,マウスは,音源に到達すると報酬の水を得た.同課題は,音刺激を連続的に提示する連続音条件と,断続的に提示する断続音条件を持つ.音源定位課題中のマウスの行動を計測した結果,断続音条件の無音区間でも,報酬を予期するリック行動 (水の出るポートを舐める行動) を増加させた.この結果は,マウスは,自らの行動 (行動依存的な状態遷移モデル) を用いて,音源距離を推定したことを示唆する. PPCとPMの神経細胞は,音源距離を表現した.神経細胞群の活動から,音源距離をデコードした結果,断続音条件の無音区間でも音源距離を推定できた.また,音源距離推定の不確実性は有音区間で減少した.これらの結果は,それぞれ,ベイジアンフィルタの,状態遷移モデルによる距離予測 (prediction),感覚情報による予測更新 (updating) に対応する.このように,本研究は,大脳新皮質のベイジアンフィルタ実装仮説を,マウスの神経活動で実証した.なお,本年度に購入したマクロ蛍光顕微鏡システム・SCMOSカメラ・蛍光顕微鏡用光源では,神経活動計測後の脳スライスで,GCamp6fの発現した脳部位を同定できた.また,これらの機器での神経活動イメージングも試みた. 本研究は,これらの成果を,国内外の学会で発表した.また,国際的な学術雑誌に論文を投稿中である.
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