ワーキングメモリのセルアンサンブルにおけるモノアミンの役割

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13041001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 澤口 俊之 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00183830)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 射場 美智代 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助手 (00270695)
• Keywords: ワーキングメモリ / 前頭前野 / ドーパミン / ノルアドレナリン / 相互相関分析 / マルチニューロン記録 / イオントフォレシス / セルアンサンブル

Research Abstract

本研究の目的は,サル前頭連合野においてワーキングメモリに関係するセルアンサンブルにおけるモノアミンの役割を,マルチニューロン記録法とイオントフォレシス法を用いて明らかにすることにある.そして,ワーキングメモリを形成するニューロン群が相互にどのような関係を形成しているか,さらに,その過程にモノアミンがどのように関与するかを明らかにすることにある.
今年度はサルに眼球運動性の遅延反応課題(oculomotor delayed-response, ODR)を訓練し,様々な条件で単一ニューロン活動を記録した.ODR課題はサルが数秒の遅延期の後に,その前の手がかり期に呈示された刺激の位置に向かって記憶誘導性のサッケードをすることが要求されるので,ワーキングメモリを必要とする課題である.同一の電極で記録したニューロンに対し,cross correlationやjoint PSTHを適用し,ニューロン間の相互関係を解析した.その結果,ODR課題の様々な課題イベント(手がかり期,遅延期,反応期)で正の相関を持つニューロン群や負の相関を持つニューロン群が見つかった.これらの結果は,前頭連合野内で,ワーキングメモリの過程に関与するニューロン群が,相互に作用しながら,この認知過程を担っていることを示唆している.
今後は,さらに,同一の電極ではなく複数の電極でニューロン活動を記録した際に,ニューロン群がどのような挙動を示すか,さらに,課題に関連した活動を示したニューロンに直接モノアミン関連薬物を投与した場合にニューロン活動にどのような影響があるか,そして,ニューロン間の相互作用にどんな効果が見られるか,に関してアプローチする.

Research Products

• [Publications] Sawaguchi, T.: "Unmasking of silent "task-related" neuronal activity in the monkey prefrontal cortex by a QABA_A antagonist"Neuroscience Research. 39. 123-131 (2001)
• [Publications] Sawaguchi, T., Iba, M.: "Prefrontal cortical representation of visuospatial working memory in monkeys examined by local inactivation with muscimol"Journal of Neurophysiology. 86. 2041-2053 (2001)
• [Publications] Sawaguchi, T.: "The effects of dopamine and its antagonists on directional delay-period activity of prefrontal neurons in monkeys during an oculomotor delayed-response task"Neuroscience Research. 41. 115-128 (2001)
• [Publications] Iba, M, Sawaguchi, T: "Neuronal activity representing visuospatial mnemonic processes associated with target selection in the monkey dorsolateral prefrontal cortex"Neuroscience Research. (In press).
• [Publications] Iba, M., Sawaguchi, T.: "Pop-out independent target selection in the monkey dorsolateral prefrontal cortex"Society for Neuroscience Abstract. 27. 59.15 (2001)
• [Publications] Kikuchi-Yorioka, Y., Sawaguchi, T.: "Antagonistic function in the rostral cingulate (area 32) and dorsolateral prefrontal cortex-An fMRI study on visual associable learning-"Society for Neuroscience Abstract. 27. 81.13 (2001)