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2013 年度 実績報告書

柔軟な行動選択を可能にする神経機構の解明

公募研究

研究領域予測と意思決定の脳内計算機構の解明による人間理解と応用
研究課題/領域番号 24120504
研究機関東北大学

研究代表者

筒井 健一郎  東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (90396466)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード行動選択 / 遅延反応課題
研究概要

ラットに、状況によって手がかり刺激に対して異なる反応を要求する、遅延順/逆反応課題を訓練した。通常の遅延反応課題では、手がかり刺激の位置を記憶しておき、遅延期間の終了後に、同方向に反応することが要求されるが、本研究で用いた課題では、ブロックごとに、手がかりと同じ方向のスパウトを舐める「順反応」か、手がかりと逆の方向のスパウトを舐める「逆反応」のいずれかを要求した。この課題では、文脈によって同じ手がかりに対して異なる反応をする必要があったが、数週間の訓練を行うと、ラットはこの課題を一定の正反応率で遂行することを学習した。
課題を遂行中に、単一ニューロン活動を記録したところ、ラットの頭頂連合野には、手がかり刺激の位置をコードするニューロンと、運動の方向をコードするニューロンの2種類が分布していることが明らかになった。前者は頭頂連合野の後方部に、後者は前方部に、多く分布する傾向があった。運動の方向に選択的に反応するニューロンのほとんどは、記録半球と同側の方向のスパウトを舐める運動に選択的であった。舌の突出方向の偏位には、それと反対側のオトガイ舌筋を収縮させる必要がある(たとえば、舌を右前方に突き出すには、左側のオトガイ舌筋を収縮させる必要がある)ことから、これらのニューロン活動は、対側のオトガイ舌筋への運動指令に関係があると考えられた。
現在、感覚性および運動性の情報をコードするニューロンのそれぞれを、蛍光タンパク質をコードしたプラスミドを注入して標識し、組織切片上で、それらを結ぶ局所神経回路の解析を行う実験をすすめており、今後は、同じ刺激に対し、文脈によって異なる運動を選択する、「柔軟な行動選択」を可能とする神経機構を、局所神経回路レベルで明らかにすることを目指していく。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Long-lasting single-neuron labeling by in vivo electroporation without microscopic guidance.2013

    • 著者名/発表者名
      .Oyama K, Ohara S, Sato S, Karube F, Fujiyama F, Isomura Y, Mushiake H, Iijima T, Tsutsui KI.
    • 雑誌名

      J Neurosci Methods

      巻: 218 ページ: 139-147

    • DOI

      10.1016/j.jneumeth.2013.06.004.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organization of multisynaptic inputs to the dorsal and ventral dentate gyrus: retrograde trans-synaptic tracing with rabies virus vector in the rat.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohara S, Sato S, Tsutsui KI, Witter MP, Iijima T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e78928

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0078928.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rabies virus vector transgene expression level and cytotoxicity improvement induced by deletion of glycoprotein gene.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohara S, Sato S, Oyama K, Tsutsui KI, Iijima T.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e80245

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0080245.

    • 査読あり
  • [学会発表] 狂犬病ウイルスベクターとカルシウムセンサーを用いた異なる神経細胞群からの同時光計測法の開発

    • 著者名/発表者名
      佐藤 翔、大原 慎也、加藤 智也、菩提寺 誉子、筒井 健一郎、飯島 敏夫
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] リスクを伴う意思決定における島皮質前部の神経表現

    • 著者名/発表者名
      石井 宏憲、高橋 勝平、大原 慎也、Philippe N. Tobler、筒井 健一郎、飯島 敏夫
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
  • [学会発表] The effect of inactivation of dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in categorical and non-categorical reversal by transcranial magnetic stimulation (TMS) in monkeys

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hosokawa, Yuta Matsui, Munekazu Yamada, Toshio Iijima, Ken-Ichiro Tsutsui.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Optimization of injection protocol for In vivo blind single-neuron electroporation for labeling

    • 著者名/発表者名
      Kei Oyama, Tateyama Yukina, Shinya Ohara, Sho Sato, Fuyuki Karube, Fumino Fujiyama, Yoshikazu Isomura, Hajime Mushiake, Toshio Iijima, Ken-Ichiro Tsutsui.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Neural signals in anterior insular cortex related to risky choice and its outcomes

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ishii, Shohei Takahashi, Yuta Kaizu, Shinya Ohara, Philippe N. Tobler, Ken-Ichiro Tsutsui, Toshio Iijima.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] Development of new rabies virus variants for simultaneous optical imaging of activity from different neural populations

    • 著者名/発表者名
      Sho Sato, Shinya Ohara, Ken-Ichiro Tsutsui, Toshio Iijima.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Meeting 2013
    • 発表場所
      San Diego, USA
  • [学会発表] 経頭蓋磁気刺激(TMS)法で拓く脳の研究と治療の最前線

    • 著者名/発表者名
      筒井健一郎
    • 学会等名
      第78回日本心身医学学会東北地方会
    • 発表場所
      仙台
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigating the functional specialization within the monkey neocortex using TMS

    • 著者名/発表者名
      Ken-Ichiro TSUTSUI
    • 学会等名
      Magstim Neuroscience Conference
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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