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本研究は対象の「意味」の認識に関する生理心理学的メカニズムを調べたものである。これまで網膜から視覚連合野に至る視覚情報処理については、それぞれの部位の細胞の持つ受容野が大きくなり、駆動特性も複雑になる事が示されている。しかし視覚連合野に至っても刺激の持つ「意味」特性の抽出は行なわれていない。
それに対して前頭連合野には刺激がどのような反応を要求しているのかという「行動的意味」に関係した細胞がある事が示されている。本研究は、古典的に条件づけられる、ある刺激が報酬と結びついているか否かという「連合的意味」に関係した細胞が前頭連合野にあるかどうかを調べたものである。
実験ではサルに、弁別刺激後にレバーはなし反応をするように訓練したが、それに古典的分化条件づけをオーバーラップさせ、特定の弁別刺激が提示された後のレバーはなし反応にのみ報酬が与えられた。この事態で前頭連合野からニューロン活動を記録したところ、弁別刺激の持つ物理的特性とは独立にそれの持つ「連合的意味」に関係して活動するものが存在する事が明らかになった。
次に弁別刺激として視覚刺激と聴覚刺激の両方を用いて調べたところ、前頭連合野には、2つのモダリティーにわたって「連合的意味」を抽出する事に関係しているニューロンが存在している事が示された。しかしその数は少なく、多くのニューロンは一方のモダリティーでのみ「意味」の抽出に関係しており、なかには、視覚刺激についてはその「意味」を抽出し、聴覚刺激についてはその「物理的特性」を抽出するというようなものも見いだされた。それゆえ前頭連合野の多種感覚細胞の機能は必ずしもモダリティーから独立して「意味」の抽出を行うほど高次のものではない場合が多い事が示されたと言える。
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